Reprodução de vídeo automatizada interativo para estudos da comunicação animal

O objetivo geral do seguinte experimento é utilizar um sistema automatizado e interativo de reprodução de vídeo para estudar o comportamento de corte em fêmeas de peixe-espadilha. Isso é realizado por meio da modelagem de um peixe digital macho, adicionando movimento e interatividade, e criando regras para seu comportamento em relação ao peixe experimental. Nesta demonstração, um macho virtual rastreará os movimentos de uma fêmea real para configurar o sistema.

Um aquário flanqueado por dois monitores é montado e conectado ao sistema de observação do espectador para rastrear os indivíduos em tempo real. Os dados de movimento são então enviados ao programa de reprodução interativa de vídeo em um servidor separado, para determinar o movimento do estímulo animado na tela. Uma vez que o sistema está montado, fêmeas recebem uma escolha simultânea entre machos conspecíficos e machos heteroespecíficos posicionados em lados opostos do aquário.

No fim das contas, a preferência no comportamento de corte que fêmeas de peixes demonstram por machos de uma espécie semelhante pode ser influenciada pela adição de um estímulo masculino interativo. A demonstração do procedimento será feita por Tricia Bakowski, ex-aluna de pós-graduação do meu laboratório e atual funcionária da Dreamworks SKG. Posicione uma câmera acima do tanque e conecte-a a uma placa de captura de vídeo.

Faça ajustes para que todo o aquário esteja em vista. Configure o sistema de visualização Byob Observe para receber informações de rastreamento da câmera. Em seguida, ative o plugin no visualizador BYOBs Observe que envia coordenadas ao servidor de animação por meio de um endereço IP de rede especificado.

Para iniciar a calibração, ligue o servidor de animação e abra o arquivo txt de configuração de exibição interativa. Insira a largura da tela e a altura da tela em pixels em número do monitor, e nas informações em tipo de programa insira calibração. Certifique-se de salvar essas alterações.

Em seguida, clique duas vezes no ícone do programa de reprodução de vídeo interativo ou IVP para iniciar o programa e garantir a correspondência correta entre os dados do visualizador e a saída interativa do IVP. Insira as dimensões do aquário conforme foram configuradas anteriormente no sistema do visualizador, a fim de corrigir o fato de as extremidades do aquário serem menores que os monitores. Use o teclado para mover a área de visualização ou porta de exibição dos estímulos, alinhando-a com as extremidades do aquário de teste exibidas no servidor de animação.

A janela de visualização rosa é exibida em um monitor de teste e a janela de visualização azul no outro. Em seguida, ajuste a exibição do peixe macho em ambas as janelas de visualização até atingir o tamanho desejado do estímulo. Utilize o estímulo padrão de calibração e ajuste para 66,7 milímetros usando um padrão de referência.

Mova as caixas na tela para que fiquem alinhadas às bordas do tanque de teste. Use as teclas fila ou w para mover as caixas em direção ao centro ou para longe do centro do peixe, a fim de configurar o sistema. Posicione um monitor CRT em cada extremidade de um aquário de 80 litros cheio com água limpa e certifique-se de que o brilho dos dois monitores esteja igualizado.

Carregue o modelo a ser testado nesta demonstração. São selecionados os arquivos correspondentes aos machos de acordo, fósforo, birman e macho de acordo ex MechE. Escolha entre conjuntos não interativos ou interativos o lado e a fase em que cada estímulo aparecerá e o tamanho desejado de cada estímulo.

Em seguida, escolha se os movimentos dos dois estímulos devem ser espelhados ou não espelhados. Por fim, as exibições de cortejo do macho podem ser tornadas interativas mediante a escolha entre a configuração padrão, na qual a nadadeira dorsal é erguida apenas durante uma exibição de cortejo lateral, ou uma distância específica. O sujeito deve ser proveniente do macho para desencadear uma resposta.

Para iniciar uma sessão de teste, abra a configuração de exibição interativa, txt, e defina o tipo de programa como teste ao vivo e defina o número, nome do experimento como o mesmo nome de arquivo que contém os dados do experimento. Ligue o programa IVP, mas não pressione iniciar. Isso manterá uma tela em branco durante o período de aclimatação.

Coloque suavemente o peixe sujeito no aquário e permita que ele se acomode por 10 minutos. Antes do teste, inicie o By Observe Viewer 2.0 e o IVP. Os estímulos em vídeo são apresentados aos sujeitos em um ensaio composto por duas etapas de 20 minutos cada.

Um estágio consiste em segmentos de quatro ou cinco minutos, um exemplo dos quais é visto aqui. No primeiro segmento, a fêmea é aclimatada ao aquário de teste por cinco minutos, exibindo uma tela monocromática em ambos os monitores. No segundo segmento, um estímulo em vídeo diferente é exibido no monitor esquerdo e direito por mais cinco minutos.

Imediatamente após a exibição dos estímulos em vídeo, uma tela monocromática é novamente exibida por cinco minutos em ambos os monitores. No quarto e último segmento, são apresentados os estímulos do segundo segmento, mas a posição de cada estímulo é invertida. Isso fornece um controle intrafêmea para viés lateral.

A segunda etapa pode repetir o mesmo padrão com um conjunto diferente de estímulos apresentados simultaneamente. Após a conclusão de todas as etapas, remova o sujeito e introduza o próximo peixe a ser testado para controlar sistematicamente os vieses de lado e os efeitos de ordem, variando lado e ordem de apresentação entre os sujeitos. O estímulo interativo mostrado aqui em vermelho acompanha de perto a posição horizontal da fêmea, mostrada em azul, em tempo real.

As três regras que orientam o comportamento do macho são as seguintes, em que a direção X refere-se ao comprimento do tanque e a direção refere-se à largura do tanque. Regra um: o macho simulado segue sempre o indivíduo ao longo da tela, rastreando-o na direção Z. Regra dois: a nadadeira dorsal do macho simulado é levantada apenas quando ele realiza uma exibição de cortejo lateral.

Regra três, o peixe simulado macho da espécie sword tail realizará a exibição lateral de cortejo apenas durante 50% do tempo total em que estiver sendo exibido à fêmea. A exibição lateral de cortejo é desencadeada quando o peixe macho está a uma distância de um quarto do comprimento do corpo do macho em relação ao peixe fêmea na direção Z. A exibição lateral de cortejo é independente da proximidade da fêmea em relação ao monitor.

Na associação na direção X, o tempo é calculado automaticamente pelo observador e é definido como a quantidade de tempo que uma fêmea passa a menos de 10 centímetros de um dos monitores ou de outros estímulos não interativos. Os dados gerados pelo IVP mostram que fêmeas de X preferiram fortemente os sinais visuais de sua própria espécie. No entanto, quando as fêmeas foram testadas com machos interativos conspecíficos e heteroespecíficos, elas não demonstraram preferência após o desenvolvimento. Essa técnica permitiu aos pesquisadores da área de comportamento animal explorar interações sociais utilizando algoritmos quantitativos.