Автоматизированная Интерактивная Воспроизведение видео по изучению коммуникации животных

Общая цель следующего эксперимента заключается в использовании автоматизированной интерактивной системы воспроизведения видео для изучения брачного поведения самок мечехвостых рыб. Это достигается путем моделирования цифрового изображения самца, добавления движения и интерактивности, а также создания правил его поведения по отношению к исследуемой 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 настройки системы самкам предлагается одновременный выбор между соответствующим самцом своего вида и соответствующим самцом другого вида, расположенными по разные стороны аквариума.

В конечном счете, предпочтения в брачном поведении, которые самки рыб проявляют по отношению к самцам своего или близкого вида, могут зависеть от введения интерактивного стимула в виде самца. Процедуру продемонстрирует Триша Баковски, бывшая аспирантка моей лаборатории и нынешний сотрудник Dreamworks SKG. Разместите камеру над аквариумом и подключите ее к видеокарте by observe.

Отрегулируйте положение камеры так, чтобы в поле зрения находился весь аквариум. Настройте систему просмотра byob Observe для получения данных трекинга с камеры. Затем активируйте плагин в просмотрщике BYOBs Observe, который передает 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 поле number monitor, а в поле 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 наблюдателя и интерактивным выводом IVP. Введите размеры аквариума в соответствии с настройками, заданными ранее в системе наблюдателя, чтобы скомпенсировать тот факт, что торцы аквариума меньше мониторов. Используя клавиатуру, перемещайте область просмотра или окно вывода стимулов, чтобы совместить их с торцами тестового аквариума, отображаемого на сервере анимации.

Розовое окно просмотра дублируется на одном тестовом мониторе, а синее — на другом. Затем масштабируйте изображение самца рыбы в обоих окнах просмотра, пока оно не достигнет требуемого размера стимула. Используйте стандартный калибровочный стимул и установите масштаб на 66.7 millimeters с помощью стандартного эталона.

Перемещайте прямоугольники на дисплее так, чтобы они совпадали с краями тестового резервуара. Используйте клавиши q или w, чтобы перемещать прямоугольники к центру или от центра рыбы для настройки системы. Разместите ЭЛТ-мониторы с каждого конца аквариума объемом 80 liter, наполненного чистой водой, и убедитесь, что яркость обоих мониторов одинакова.

Загрузите модель, которая будет протестирована в данной демонстрации. Выберите файлы, соответствующие подходящим самцам, фосфору, бирманской кошке и подходящему самцу ex MechE. В неинтерактивном или интерактивном наборе выберите сторону и стадию появления каждого стимула, а также желаемый размер каждого стимула.

Затем необходимо выбрать, будут ли движения двух стимулов зеркальными или нет. Наконец, ухаживания самца можно сделать интерактивными, выбрав либо настройку по умолчанию, при которой спинной плавник поднимается только во время бокового ухаживания, либо дистанционный режим. Чтобы вызвать ответную реакцию, объектом должен быть самец.

Чтобы начать сеанс тестирования, откройте файл настройки интерактивного дисплея setup.txt, установите параметр number program type на live testing, а параметр number, experiment name — в соответствии с именем файла, содержащего данные эксперимента. Запустите программу IVP, но не нажимайте кнопку start. Это позволит оставить экран пустым на период акклиматизации.

Аккуратно 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 подопытным в ходе сессии, состоящей из двух 20-минутных этапов.

Этап состоит из четырех- или пятиминутных сегментов, пример одного из которых показан здесь. В течение первого сегмента самка подвергается акклиматизации в тестовом резервуаре в течение пяти минут при отображении монохромного экрана на обоих мониторах. Во втором сегменте на левом и правом мониторах в течение еще пяти минут отображаются разные видеостимулы.

Сразу после отображения видеостимулов на обоих мониторах снова в течение пяти минут отображается однотонный экран. В четвертом, заключительном сегменте представляются стимулы из второго сегмента, однако положение каждого стимула меняется. Это обеспечивает внутрииндивидуальный контроль бокового смещения у самки.

На втором этапе можно повторить ту же схему с другим набором одновременно предъявляемых стимулов. После завершения всех этапов извлеките подопытное животное и введите следующую рыбу для тестирования; чтобы систематически контролировать влияние бокового предпочтения и эффекта 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.

Три правила, определяющие поведение самца, заключаются в следующем, где направление X соответствует длине аквариума, а направление Z — его ширине. Правило первое: симулируемый самец всегда следует за объектом по экрану, отслеживая ее в направлении Z. Правило второе: спинной плавник симулируемого самца поднимается только во время выполнения бокового брачного displays.

Правило три: симулированная самка рыбы-мечехвоста будет выполнять латеральный брачный танец только в течение 50% всего времени демонстрации самке. Латеральный брачный танец активируется, когда самец рыбы находится на расстоянии не более одной четверти длины тела самца от самки рыбы по оси Z. Латеральный брачный танец не зависит от того, насколько близко самка находится к монитору.

В анализе ассоциации направления X время вычисляется автоматически с помощью программы observe и определяется как продолжительность времени, которую самка проводит в пределах 10 сантиметров от одного монитора или другого неинтерактивного стимула. Результаты, полученные с помощью IVP, показывают, что самки X демонстрировали сильное предпочтение визуальных сигналов собственного вида. Однако при тестировании самок с интерактивными самцами своего и других видов предпочтение после развития не проявилось. Данный метод позволил исследователям в области поведения животных изучать социальные взаимодействия с использованием количественных алгоритмов.