في مجال علوم الحياة الحديثة ، علم البيئة ، علم الأعصاب ، علم النفس الحيواني ، تحليل سلوك الحيوان أصبح عنصرا هاما . مع التطور السريع في الرؤية الحاسوبية ، والذكاء الاصطناعي ، وتكنولوجيا التشغيل الآلي ، والبرمجيات المتخصصة في تسجيل وتحليل وتفسير سلوك الحيوان إلى حيز الوجود . هذه البرامج ليس فقط تحسين الكفاءة التجريبية ، ولكن أيضا إلى حد كبير تعزيز الموضوعية والتكرار من البيانات . ما هي الوظائف الأساسية في سلوك الحيوان البرمجيات ؟ في هذه الورقة ، تتبع وتحديد السلوك والتصنيف ، والتصور البيانات التجريبية السيطرة والتوافق هي شرح منهجي .
عالية الدقة تتبع الحيوان والاعتراف
إذا كان الماوس يتحرك بحرية في حقل مفتوح ، أو إذا كان السمك يتحرك في حوض السمك ، البرنامج يجب أن تكون قادرة على تحديد موقع الفرد في الوقت الحقيقي ، وتتبع باستمرار . هذا يعتمد عادة على خوارزميات معالجة الصور المتقدمة ( مثل خلفية الفرق ، الكشف عن الحافة ) أو عمق التعلم نماذج ( مثل يولو ، قناع r-cnn ) . بعض النظم المتقدمة يمكن أن تتبع العديد من الأفراد في وقت واحد ، وتمييز الحيوانات المختلفة من خلال لون العلامات ، الاختلافات في الشكل ، أو آلة التعلم الميزات ، وتجنب الخلط بين الهوية . وبالإضافة إلى ذلك ، 3D تتبع وظيفة أصبحت أكثر وأكثر شعبية ، والتي يمكن استخدامها في دراسة السلوك المعقد في الفضاء ثلاثي الأبعاد ، مثل الحشرات الطائرة أو تسلق القوارض .
التلقائي تصنيف وقياس الأحداث السلوكية
فقط الحصول على بيانات المسار لا يكفي ، والقيمة الحقيقية تكمن في تحليل السلوك نفسه . في كثير من الأحيان المدمج في مجموعة متنوعة من وحدات التعرف على السلوك ، يمكن تلقائيا تحديد إجراءات محددة ، مثل " الوقوف " ، " الشعر " ، " الهجوم " ، " التفاعل الاجتماعي " و " الأكل " . هذه السلوكيات يمكن أن تكون معترف بها من قبل مجموعة من القواعد ( على سبيل المثال ، عتبة السرعة ، موقف الجسم زاوية ) أو تدريب نموذج الشبكة العصبية . وعلاوة على ذلك ، فإن البرنامج يمكن أيضا إجراء إحصاءات كمية عن سلوك المعلمات مثل التردد ، ومدة حدوث تسلسل ، وما إلى ذلك ، من أجل توفير البيانات الأساسية لبناء السلوك الطيف والتحليل الإحصائي .
بيانات متعددة الأبعاد التصور والتحليل التفاعلي
البيانات التصور هو الجسر الرئيسي الذي يربط المعلومات الأصلية مع البصيرة العلمية . يدعم العديد من أشكال التصور ، مثل مسار الرسم البياني الرسم البياني الرسم البياني الوقت ، سلوك الدولة نقل السرعة والتسارع منحنى . يمكن للمستخدمين بصريا عرض النقاط الساخنة النشطة ، وتغيير أنماط السلوك أو إيقاع الساعة البيولوجية التغييرات في الحيوانات في المنطقة التجريبية . بعض المنصات أيضا توفير واجهة تفاعلية تسمح للباحثين يدويا تصحيح نتائج الاعتراف التلقائي ، إضافة تعليقات أو مقارنة البيانات من مختلف المجموعات التجريبية ، مما يحسن إلى حد كبير من المرونة والدقة في التحليل .
توحيد التحكم الآلي تدفق التجربة
من أجل ضمان تكرار التجربة والحد من التدخل البشري ، العديد من برامج السلوك الحيواني على سبيل المثال ، في حالة الخوف من التجارب ، البرنامج تلقائيا يمكن أن تؤدي إلى الصوت أو الضوء أو الصدمات الكهربائية ، وتسجيل ردود فعل الحيوانات في وقت واحد . في متاهة من المهام ، يمكنك التحكم في فتح البوابة ، جائزة الغذاء وغيرها من العمليات . هذه الأجهزة والبرمجيات آلية الربط ليس فقط تحسين الكفاءة التجريبية ، ولكن أيضا يقلل من الأخطاء التشغيلية ، مما يجعل من الممكن على نطاق واسع السلوك الفرز .
التوافق الجيد والقدرة على التوسع
البحث العلمي يحتاج إلى الكثير من التغيير ، لذلك يجب أن يكون التوافق جيدة والتمدد . من ناحية ، ينبغي أن تدعم مجموعة متنوعة من شكل الفيديو المدخلات ( مثل افي ، MP4 ، H.264 تيار ) ، ويمكن استخدامها مع الكاميرا ، وأجهزة الاستشعار بالأشعة تحت الحمراء ، EEG / EMG المعدات وغيرها من الأجهزة الخارجية لرسو السفن بسلاسة . من ناحية أخرى ، فإن البرنامج يوفر عادة واجهات برمجة التطبيقات أو دعم البرامج النصية ( مثل بيثون وماتلاب ) ، مما يجعل من السهل على المستخدم تحديد عملية التحليل ، ودمج خوارزميات جديدة أو الالتحام مع غيرها من منصات تحليل البيانات ( مثل البحث ، SPSS ) . منصات مفتوحة المصدر ( مثل deeplabcut و ethovision اختصار البرنامج المساعد البيئة ) تشجيع المزيد من التعاون المجتمعي ، وتسريع الابتكار المنهجي .
الوظيفة الأساسية سلوك الحيوان البرمجيات تطورت من مسار بسيط سجل في تحليل شامل منصة متكاملة مع تحديد الهوية الذكية ، دقة القياس ، عرض مرئي والتجربة السيطرة . هذه المهام ليس فقط تحرير أيدي الباحثين ، ولكن أيضا تعزيز السلوك الحيواني إلى مستوى أعلى وأعمق .