Geautomatiseerde Interactive Video Playback voor Studies van Animal Communication

Het algemene doel van het volgende experiment is om een geautomatiseerd, interactief videosysteem te gebruiken om het hofmakingsgedrag bij vrouwelijke zwaardstaartvissen te bestuderen. Dit wordt bereikt door een digitale mannetjesvis te modelleren, beweging en interactiviteit toe te voegen, en regels op te stellen voor hoe deze vis zich zal gedragen ten opzichte van de proefvis. In deze demonstratie zal een virtuele mannelijke vis de bewegingen van een echte vrouwelijke vis volgen om het systeem in te stellen.

Een aquarium geflankeerd door twee monitoren wordt geconstrueerd en verbonden met het observatiesysteem voor de kijker om proefpersonen in realtime te volgen. Bewegingsgegevens worden vervolgens doorgegeven aan het interactieve videoweergaveprogramma op een aparte server om de beweging van de geanimeerde stimulus op het scherm te bepalen. Zodra het systeem is geïnstalleerd, krijgen vrouwtjes een gelijktijdige keuze tussen een soortspecifieke man en een heterospecifieke man aan tegenovergestelde zijden van het aquarium.

Uiteindelijk kan de voorkeur in het baltsgedrag die vrouwelijke vissen tonen voor mannetjes van een soortgelijke soort worden beïnvloed door de toevoeging van een interactieve stimulus van een mannetje. De procedure zal worden gedemonstreerd door Tricia Bakowski, voormalig promovendus uit mijn laboratorium en huidig werknemer bij Dreamworks SKG. Plaats een camera boven het aquarium en sluit deze aan op een by observe videokaart.

Voer aanpassingen uit zodat het volledige aquarium in beeld is. Configureer het byob Observe-viewersysteem om trackinginformatie van de camera te ontvangen. Activeer vervolgens de plug-in van de BYOBs Observe-viewer die coördinaten naar de animatieserver verzendt via een opgegeven netwerk-IP-adres.

Om met de kalibratie te beginnen, schakelt u de animatieserver in en opent u het bestand interactive display setup txt. Voer onder number monitor de schermbreedte en schermhoogte in pixels in, en voer onder number program type 'calibration' in. Vergeet niet deze wijzigingen op te slaan.

Dubbelklik vervolgens op het pictogram van het programma voor interactieve videoweergave (IVP) om het programma te starten, zodat de overeenstemming tussen de viewer-gegevens en de interactieve output van IVP correct is. Voer de afmetingen van het aquarium in zoals deze eerder in het viewer-systeem zijn ingesteld, om te corrigeren voor het feit dat de uiteinden van het aquarium kleiner zijn dan de monitoren. Gebruik het toetsenbord om het weergavegebied of het view port van de stimuli te verschuiven, zodat deze uitlijnen met de uiteinden van het testaquarium zoals weergegeven op de animatieserver.

Het roze viewport wordt weergegeven op één testmonitor en het blauwe viewport op de andere. Schaal vervolgens de weergave van de mannetjesvis op beide viewports totdat de gewenste stimulusgrootte is bereikt. Gebruik de standaard kalibratiestimulus en schaal deze naar 66.7 millimeters met behulp van een standaard referentiemaat.

Verplaats de vakken in het display zodat ze zijn uitgelijnd met de randen van het testreservoir. Gebruik de q- of w-toetsen om de vakken naar het midden van de vis toe of ervan af te bewegen om het systeem in te stellen. Plaats aan beide uiteinden van een aquarium van 80 liter gevuld met schoon water een CRT-monitor en zorg ervoor dat de helderheid van de twee monitoren gelijk is.

Laad het model dat in deze demonstratie wordt getest. Er worden bestanden geselecteerd die corresponderen met respectievelijk mannetjes, fosfor, birman en mannetje ex MechE. Kies uit de niet-interactieve of interactieve set de zijde en het stadium waarin elke stimulus zal verschijnen en de gewenste grootte van elke stimulus.

Kies vervolgens of de bewegingen van de twee stimuli gespiegeld of niet-gemedieerd moeten zijn. Ten slotte kunnen de baltsdisplays van het mannetje interactief worden gemaakt door te kiezen voor ofwel de standaardinstelling, waarbij de rugvin alleen wordt opgericht tijdens een laterale baltsdisplay, of een afstand. Het subject moet van het mannetje zijn om een respons uit te lokken.

Om een testsessie te starten, opent u interactive display setup, txt en stelt u number program type in op live testing en stelt u number, experiment name in op dezelfde bestandsnaam als die van het bestand met de experimentgegevens. Schakel het IVP-programma in, maar druk niet op start. Hierdoor blijft het scherm leeg tijdens de acclimatisatieperiode.

Plaats de proefvis voorzichtig in het aquarium en geef de vis 10 minuten de tijd om te acclimatiseren. Start vóór het testen de Observe Viewer 2.0 en de IVP. De videostimuli worden aan de proefdieren getoond in een trial die bestaat uit twee fasen van 20 minuten.

Een fase bestaat uit segmenten van vier of vijf minuten, waarvan hier een voorbeeld te zien is. In het eerste segment wordt het vrouwtje vijf minuten lang geacclimatiseerd aan het testreservoir door op beide monitoren een monochromatisch scherm weer te geven. In het tweede segment wordt gedurende nog eens vijf minuten een andere videostimulus op de linker- en rechtermonitor getoond.

Direct na het tonen van de videostimuli wordt op beide monitoren opnieuw gedurende vijf minuten een monochromatisch scherm weergegeven. In het vierde en laatste segment worden de stimuli uit het tweede segment gepresenteerd, maar is de positie van elke stimulus gewisseld. Dit dient als een within-female controle voor zijdelings bias.

De tweede fase kan hetzelfde patroon herhalen met een andere set gelijktijdig gepresenteerde stimuli. Nadat alle fasen zijn voltooid, wordt het subject verwijderd en wordt de volgende te testen vis geïntroduceerd; om systematisch te controleren op zijdelingse voorkeuren en volgorde-effecten, moeten de zijde en volgorde van presentatie tussen de subjecten variëren. De interactieve stimulus, hier in het rood weergegeven, volgt in realtime nauwgezet de horizontale positie van het vrouwtje, weergegeven in het blauw.

De drie regels die het gedrag van het mannetje sturen zijn als volgt, waarbij de X-richting verwijst naar de lengte van het aquarium en de richting naar de breedte van het aquarium. Regel één: het gesimuleerde mannetje volgt het subject altijd over het scherm door haar in de Z-richting te volgen. Regel twee: de rugvin van het gesimuleerde mannetje is alleen omhooggezet wanneer hij een laterale baltsvertoning uitvoert.

Regel drie: de gesimuleerde mannelijke zwaardstaartvis zal slechts gedurende 50% van de totale tijd dat hij aan het vrouwtje wordt getoond een laterale baltsdisplay vertonen. De laterale baltsdisplay wordt geactiveerd wanneer de mannelijke vis zich in de Z-richting binnen een kwart van de eigen lichaamslengte van het vrouwtje bevindt. De laterale baltsdisplay is onafhankelijk van de afstand van het vrouwtje tot de monitor.

Bij de X-richtingsassociatie wordt de tijd automatisch berekend door de observe-viewer en wordt deze gedefinieerd als de hoeveelheid tijd die een vrouwtje binnen 10 centimeter van een monitor of de andere niet-interactieve stimuli doorbrengt. Resultaten van de IVP tonen aan dat vrouwelijke X-experts visuele signalen van hun eigen soort sterk prefereerden. Wanneer vrouwtjes echter werden getest met interactieve conspecifieke en heterospecifieke mannetjes, vertoonden zij na de ontwikkeling geen voorkeur. Deze techniek stelde onderzoekers in het veld van diergedrag in staat om sociale interacties te onderzoeken met behulp van kwantitatieve algoritmen.