동물 커뮤니케이션 연구를위한 자동화된 대화형 비디오 재생

다음 실험의 전반적인 목표는 자동화된 대화형 비디오 재생 시스템을 사용하여 암컷 소드테일 물고기의 구애 행동을 연구하는 것입니다. 이는 디지털 수컷 물고기를 모델링하고, 움직임과 상호작용성을 추가하며, 피실험 물고기에 따라 어떻게 행동할지에 대한 규칙을 생성함으로써 달성됩니다. 본 시연에서는 시스템 설정을 위해 가상 수컷이 실제 암컷의 움직임을 추적하게 됩니다.

두 개의 모니터가 양옆에 배치된 수조를 제작하여 관찰자 시스템에 연결함으로써 피험자를 실시간으로 추적합니다. 이후 동작 데이터는 별도의 서버에 있는 인터랙티브 비디오 재생 프로그램으로 전달되어 화면 속 애니메이션 자극제의 움직임을 결정합니다. 시스템 구축이 완료되면, 암컷에게 수조 반대편에 위치한 동종 수컷과 타종 수컷 사이에서 동시에 선택하도록 합니다.

결과적으로, 암컷 물고기가 유사한 종의 수컷에게 보이는 구애 행동의 선호도는 상호작용하는 수컷 자극의 추가 여부에 따라 영향을 받을 수 있습니다. 실험 절차는 제 연구실의 전 대학원생이자 현재 Dreamworks SKG의 직원인 Tricia Bakowski가 시연하겠습니다. 수조 위에 카메라를 배치하고 이를 by observe 비디오 카드에 연결하십시오.

전체 수조가 화면에 들어오도록 조정하십시오. 카메라로부터 추적 정보를 수신할 수 있도록 byob Observe 뷰어 시스템을 설정하십시오. 그다음, 지정된 네트워크 IP 주소를 통해 애니메이션 서버로 좌표를 전송하는 BYOBs Observe 뷰어 플러그인을 활성화하십시오.

교정을 시작하려면 애니메이션 서버를 켜고 interactive display setup txt 파일을 여십시오. number monitor 항목 아래에 픽셀 단위의 화면 너비와 화면 높이를 입력하고, number program type 항목 아래의 정보란에 calibration을 입력하십시오. 변경 사항을 반드시 저장하시기 바랍니다.

다음으로, 뷰어 데이터와 IVP의 인터랙티브 출력 간의 정확한 대응을 보장하기 위해 대화형 비디오 재생 또는 IVP 프로그램 아이콘을 더블 클릭하여 프로그램을 시작합니다. 어항의 끝부분이 모니터보다 작은 점을 보정하기 위해, 앞서 뷰어 시스템에 설정한 것과 동일하게 수조의 치수를 입력합니다. 키보드를 사용하여 자극의 시청 영역 또는 뷰포트를 이동시켜 애니메이션 서버에서 보이는 테스트 수조의 끝부분과 일치하도록 조정합니다.

분홍색 뷰포트는 하나의 테스트 모니터에, 파란색 뷰포트는 다른 모니터에 표시됩니다. 다음으로, 두 뷰포트에서 수컷 물고기의 디스플레이 크기를 조정하여 원하는 자극 크기에 도달하게 합니다. 표준 보정 자극을 사용하고 표준 벤치마크를 이용해 66.7 millimeters로 크기를 조정하십시오.

디스플레이의 상자들을 테스트 탱크의 가장자리에 맞도록 이동시키십시오. 시스템 설정을 위해 q 또는 w 키를 사용하여 상자들을 물고기의 중심 방향으로 이동시키거나 중심에서 멀어지게 하십시오. 깨끗한 물이 채워진 80 liter 수조의 양 끝에 CRT 모니터를 배치하고 두 모니터의 밝기가 일치하는지 확인하십시오.

이 시연에서 테스트할 모델을 로드합니다. 해당 수컷, 인(phosphorus), 버만(birman) 및 해당 수컷 ex MechE에 해당하는 파일들이 선택됩니다. 비대화형 또는 대화형 설정에서 각 자극이 나타날 측면과 단계, 그리고 각 자극의 원하는 크기를 선택하십시오.

다음으로 두 자극의 움직임을 거울상으로 설정할지 또는 비거울상으로 설정할지 선택합니다. 마지막으로, 수컷의 구애 행동 디스플레이는 기본 설정(측면 구애 디스플레이 중에만 등지느러미가 세워지는 설정) 또는 특정 거리 내에 대상이 있어야 반응이 유도되는 설정 중 하나를 선택하여 상호작용하게 할 수 있습니다.

테스트 세션을 시작하려면, interactive display setup.txt 파일을 열어 number program type을 live testing으로 설정하고, number experiment name을 실험 데이터가 포함된 파일 이름과 동일하게 설정하십시오. IVP 프로그램을 켜되, 시작 버튼은 누르지 마십시오. 이렇게 하면 적응 기간 동안 화면이 빈 상태로 유지됩니다.

실험 대상 물고기를 수조에 조심스럽게 넣고 10분 동안 적응하도록 합니다. 테스트 시작 전, observe viewer 2.0과 IVP를 실행하십시오. 비디오 자극은 20분씩 두 단계로 구성된 시험 과정 동안 대상에게 제시됩니다.

한 단계는 4분 또는 5분 길이의 구간들로 구성되며, 그 예시가 여기 제시되어 있습니다. 첫 번째 구간에서는 두 모니터 모두에 단색 화면을 표시하여 암컷 개체를 5분 동안 테스트 탱크에 적응시킵니다. 두 번째 구간에서는 좌측과 우측 모니터에 서로 다른 비디오 자극을 5분 동안 추가로 표시합니다.

비디오 자극 제시 직후, 두 모니터 모두에 단색 화면이 다시 5분 동안 표시됩니다. 네 번째이자 마지막 세그먼트에서는 두 번째 세그먼트의 자극이 제시되지만, 각 자극의 위치가 서로 바뀝니다. 이는 측면 편향에 대한 암컷 내 대조군(within female control)을 제공합니다.

두 번째 단계에서는 동시에 제시되는 자극 세트를 다르게 하여 동일한 패턴을 반복할 수 있습니다. 모든 단계가 완료되면 대상 개체를 제거하고, 측면 편향과 순서 효과를 제어하기 위해 다음 테스트 대상 물고기를 도입하여 대상별로 제시 측면과 순서를 체계적으로 다양하게 설정하십시오. 여기에서 빨간색으로 표시된 상호작용 자극은 파란색으로 표시된 암컷의 수평 위치를 실시간으로 밀접하게 추적합니다.

수컷의 행동을 유도하는 세 가지 규칙은 다음과 같으며, 여기서 X 방향은 수조의 길이를, 방향은 수조의 너비를 나타냅니다. 규칙 하나, 시뮬레이션된 수컷은 항상 Z 방향으로 대상 물고기를 추적하며 화면을 가로질러 따라갑니다. 규칙 둘, 시뮬레이션된 수컷의 등지느러미는 측면 구애 행동을 수행할 때만 세워집니다.

규칙 3, 시뮬레이션된 수컷 소드테일 물고기는 암컷에게 노출되는 총 시간의 50% 동안만 측면 구애 행동을 수행합니다. 측면 구애 행동은 수컷 물고기가 Z축 방향으로 암컷 물고기의 몸길이 4분의 1 이내에 있을 때 유발됩니다. 측면 구애 행동은 암컷이 모니터에 얼마나 가까이 있는지와는 무관하게 발생합니다.

X 방향 연합(X Direction Association)에서 시간은 관찰 뷰어에 의해 자동으로 계산되며, 암컷이 하나의 모니터 또는 다른 비상호작용 자극으로부터 10cm 이내에 머무는 시간으로 정의됩니다. IVP에 의해 생성된 결과는 암컷 X 전문가들이 자신의 종의 시각적 신호를 강하게 선호함을 보여줍니다. 하지만 암컷을 상호작용이 가능한 동종 및 타종 수컷과 함께 테스트했을 때, 이들은 발달 이후 선호도를 보이지 않았습니다. 이 기술을 통해 동물 행동학 분야의 연구자들은 정량적 알고리즘을 사용하여 사회적 상호작용을 탐구할 수 있게 되었습니다.