Автоматизированная Интерактивная Воспроизведение видео по изучению коммуникации животных

Общая цель данного эксперимента заключается в использовании автоматизированной интерактивной системы воспроизведения видео для изучения брачного поведения самок меченосцев. Это достигается путем создания цифровой модели самца, добавления анимации движения и интерактивности, а также разработки правил его поведения по отношению к подопытной рыбе. В данной демонстрации для настройки системы виртуальный самец будет отслеживать перемещения реальной самки.

Аквариум, по бокам которого расположены два монитора, сконструирован и подключен к системе наблюдения за объектами для их отслеживания в режиме реального времени. Затем данные о движении передаются в программу интерактивного воспроизведения видео на отдельном сервере для определения перемещения анимированного стимула на экране. После установки системы самкам предоставляется одновременный выбор между соответствующим самцом своего вида и соответствующим самцом другого вида, расположенными по разные стороны аквариума.

В конечном итоге на предпочтения самок рыб в брачном поведении по отношению к самцам близкородственных видов может повлиять введение интерактивного стимула в виде самца. Процедуру продемонстрирует Триша Баковски, бывшая аспирантка моей лаборатории и нынешний сотрудник Dreamworks SKG. Установите камеру над аквариумом и подключите её к видеокарте by observe.

Отрегулируйте положение камеры так, чтобы в поле зрения находился весь аквариум. Настройте систему просмотра byob Observe для получения данных отслеживания с камеры. Затем активируйте плагин в просмотрщике BYOBs Observe, который отправляет координаты на сервер анимации через указанный сетевой IP-адрес.

Для начала калибровки включите сервер анимации и откройте файл interactive display setup txt. Введите ширину и высоту экрана в пикселях в разделе number monitor, а в разделе number program type введите calibration. Обязательно сохраните внесенные изменения.

Затем дважды щелкните по значку программы интерактивного воспроизведения видео (IVP), чтобы запустить ее и обеспечить правильное соответствие между данными обзора и интерактивным выводом IVP. Введите размеры резервуара, установленные ранее в системе обзора, чтобы компенсировать тот факт, что торцы аквариума меньше мониторов. Используйте клавиатуру для перемещения области просмотра или окна стимулов, чтобы совместить их с торцами тестового резервуара, отображаемого на сервере анимации.

Розовая область просмотра отображается на одном тестовом мониторе, а синяя — на другом. Затем измените масштаб изображения самца рыбы в обеих областях просмотра до достижения желаемого размера стимула. Используйте стандартный калибровочный стимул и установите масштаб 66.7 millimeters с помощью стандартного эталона.

Переместите блоки на дисплее так, чтобы они располагались по краям тестового резервуара. Используйте клавиши queue или w, чтобы перемещать блоки к центру, где находится рыба, или от него для настройки системы. Разместите ЭЛТ-монитор с каждого конца аквариума объемом 80 литров, наполненного чистой водой, и убедитесь, что яркость двух мониторов совпадает.

Загрузите модель, которая будет протестирована в данной демонстрации. Выбираются файлы, соответствующие соответствующим самцам, фосфору, бирманским кошкам и соответствующему самцу ex MechE. В неинтерактивном или интерактивном наборе выберите сторону и стадию, на которых появится каждый стимул, а также желаемый размер каждого стимула.

Затем необходимо выбрать, будут ли движения двух стимулов зеркальными или нет. Наконец, брачные демонстрации самца можно сделать интерактивными, выбрав либо настройку по умолчанию, при которой спинной плавник поднимается только во время боковой брачной демонстрации, либо дистанционную настройку. Для запуска ответной реакции субъект должен быть самцом.

Для начала тестовой сессии откройте файл настройки интерактивного дисплея setup.txt, установите тип программы (number program type) на live testing, а имя эксперимента (number, experiment name) — в соответствии с именем файла, содержащего данные эксперимента. Запустите программу IVP, но не нажимайте кнопку старта. Это позволит оставить экран пустым на период акклиматизации.

Осторожно поместите подопытную рыбу в аквариум и дайте ей 10 минут для адаптации. Перед началом тестирования запустите программу observe viewer 2.0 и IVP. Видеостимулы предъявляются объектам в рамках испытания, состоящего из двух 20-минутных этапов.

Этап состоит из сегментов продолжительностью четыре или пять минут, пример одного из которых показан здесь. В первом сегменте самка подвергается акклиматизации в тестовом резервуаре в течение пяти минут путем отображения монохромного экрана на обоих мониторах. Во втором сегменте на левом и правом мониторах в течение следующих пяти минут отображаются различные видеостимулы.

Сразу после отображения видеостимулов на обоих мониторах снова в течение пяти минут отображается монохромный экран. В четвертом и заключительном сегменте представляются стимулы из второго сегмента, однако положение каждого стимула меняется. Это обеспечивает внутрииндивидуальный контроль (для каждой самки) на предмет бокового предпочтения.

На втором этапе можно повторить ту же схему с другим набором одновременно предъявляемых стимулов. После завершения всех этапов удалите подопытное животное и введите следующую рыбу для тестирования; чтобы систематически контролировать боковое смещение и эффекты порядка, варьируйте сторону и последовательность предъявления для разных субъектов. Интерактивный стимул, показанный здесь красным цветом, в режиме реального времени точно отслеживает горизонтальное положение самки, показанное синим цветом.

Поведение самца регулируется следующими тремя правилами, где направление X соответствует длине аквариума, а направление Z — его ширине. Правило первое: симулируемый самец всегда следует за подопытным объектом через экран, отслеживая её перемещение в направлении Z. Правило второе: спинной плавник симулируемого самца поднимается только во время выполнения латерального брачного displays.

Правило три: симулированный самец рыбы-меченосца будет выполнять боковой брачный танец только в течение 50% от общего времени демонстрации самке. Боковой брачный танец активируется, когда самец находится на расстоянии не более одной четверти длины своего тела от самки в направлении оси Z. Боковой брачный танец не зависит от того, насколько близко самка находится к монитору.

В анализе ассоциации направлений X время вычисляется автоматически с помощью программы observe viewer и определяется как время, которое самка проводит в пределах 10 сантиметров от одного монитора или другого неинтерактивного стимула. Результаты IVP показали, что самки X демонстрируют сильное предпочтение визуальным сигналам собственного вида. Однако при тестировании самок с интерактивными самцами своего и другого видов предпочтение после их развития не проявилось. Данный метод позволил исследователям в области поведения животных изучать социальные взаимодействия с использованием количественных алгоритмов.