Revolucionando los estudios del comportamiento animal utilizando la última tecnología.

resumen: Inaugurado SMART-BARN, una instalación de última generación para el estudio del comportamiento animal colectivo.

Ubicada en un granero del siglo XVIII y un granero de fotografía del tamaño de un gimnasio, esta herramienta utiliza tecnologías de alto rendimiento, como el seguimiento visual y de audio, para monitorear animales en 3D. Esto permite a los investigadores estudiar comportamientos e interacciones que antes eran imposibles de capturar en entornos de laboratorio.

SMART-BARN se considera un revolucionario en este campo, con aplicaciones que van desde la biología hasta la inteligencia artificial.

Hechos clave:

  1. SMART-BARN es un acrónimo de Scalable Multimodal Arena para el seguimiento en tiempo real del comportamiento de los animales en grandes cantidades.
  2. Esta tecnología puede monitorear cientos, o incluso miles, de animales a la vez, dependiendo de su tamaño.
  3. El sistema es interdisciplinario, desarrollado por biólogos, físicos, ingenieros e informáticos, y ya se ha aplicado para estudiar varias especies, incluidas palomas, estorninos, polillas, murciélagos y humanos.

fuente: Universidad de Constanza

Investigadores del Grupo del Centro de Excelencia para el Estudio Avanzado del Comportamiento Colectivo (CASCB) y el Instituto Max Planck para el Comportamiento Animal han convertido un antiguo granero en un laboratorio de alta tecnología para análisis de comportamiento complejos. A través de él, ahora pueden estudiar el complejo comportamiento de grupos de animales.

El hangar también sirvió como prototipo para el mayor laboratorio de comportamiento de enjambres de la Universidad de Konstanz: el hangar de fotografía.

Hasta la fecha, SMART-BARN se ha utilizado en varios casos de uso experimental con sujetos tan diversos como palomas, estorninos, polillas, murciélagos y humanos. Crédito: Noticias de neurociencia

Una limitación importante de la investigación del comportamiento es que los científicos pueden estudiar animales en entornos de laboratorio muy controlados, pero a menudo irrealmente simplificados y pequeños, o en condiciones en gran medida incontroladas en la naturaleza.

Esto ha limitado nuestra capacidad para estudiar muchos aspectos del comportamiento, incluido el comportamiento colectivo, es decir, los movimientos e interacciones entre animales que subyacen a sus complejas vidas sociales. ¿Qué se requiere para abordar esto? Primero, un lugar con mucho espacio. En segundo lugar, la tecnología moderna.

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Ambos están disponibles en un granero del siglo XVIII en el Instituto Max Planck para el Comportamiento Animal en Mugengen, cerca de Constanza, y ahora en el Imaging Hangar, una sala del tamaño de un gimnasio en la Universidad de Constanza. Ambos laboratorios se utilizan para examinar de cerca el comportamiento colectivo de los animales.

Para hacerlo de forma multidimensional, investigadores del Centro de Excelencia para el Estudio Avanzado del Comportamiento de Grupo de la Universidad de Konstanz y el Instituto Max Planck de Comportamiento Animal desarrollaron una herramienta llamada SMART-BARN.

SMART-BARN es un acrónimo de Un campo multimedia escalable para rastrear el comportamiento animal en tiempo real en grandes cantidades.

“Es una nueva herramienta que permite estudiar rasgos de comportamiento complejos de un individuo o interacciones entre grupos de animales como insectos, aves o mamíferos”, afirma Himal Naik. En colaboración con Matti Nagy, el copresidente del grupo, Ian Kosin y sus colegas, desarrollaron SMART-BARN.

El equipo era muy interdisciplinario: biólogos, físicos, ingenieros e informáticos lo desarrollaron juntos.

Máté Nagy explica con más detalle la herramienta: “Utilizamos técnicas de medición de alto rendimiento, como el seguimiento visual y acústico, con las que podemos estudiar la ubicación exacta y la postura de los animales en 3D y calcular su campo de visión”.

Los usuarios de la nueva instalación tendrán la flexibilidad de realizar diferentes modelos experimentales aprovechando la naturaleza modular del sistema.

¿Por qué importa el tamaño?

SMART-BARN está diseñado para mejorar la variedad de experimentos conductuales típicos en interiores en términos de tamaño experimental, rasgos de comportamiento medidos y tamaños de grupo.

“Esto significa que los usuarios pueden medir un repertorio de comportamiento nunca antes visto porque los animales tienen más espacio”, dice el informático Himal Naik. Dependiendo del tamaño de los animales, la instalación puede albergar 100 animales a la vez y ampliar la posibilidad de experimentar con nuevas especies que normalmente no se estudian en interiores.

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“De hecho, ahora hemos ampliado esto para trabajar con varios miles de animales”, añade Cozen. “Recientemente hicimos un estudio en Imaging Hangar donde rastreamos 10.000 plagas de langostas. Esto habría sido imposible sin nuestra tecnología SMART-BARN “.

CÓMO UTILIZAR SMART-BARN

Hasta la fecha, SMART-BARN se ha utilizado en varios casos de uso experimental con sujetos tan diversos como palomas, estorninos, polillas, murciélagos y humanos.

Naik está satisfecho porque: “La instalación está estableciendo nuevas e importantes colaboraciones multidisciplinares”.

Y continúa: “Por ejemplo, SMART-BARN ofrece la capacidad de rastrear la mirada tridimensional y la postura de las aves en un grupo de diez o más, preservando al mismo tiempo su identidad. Los investigadores están utilizando esta tecnología para explorar el papel de la mirada en la toma de decisiones.

Los científicos informáticos están utilizando la misma tecnología para diseñar nuevos algoritmos de visión por computadora y basados ​​en inteligencia artificial que faciliten el seguimiento 3D de animales sin colocarles ninguna etiqueta.

“Nuestro método ha permitido crear un sistema más grande en el laboratorio de imágenes de la Universidad de Konstanz para rastrear enjambres de robots o miles de insectos”, afirma Ian Kosin.

“En resumen, su gama de aplicaciones sólo está limitada por nuestra capacidad de generar ideas experimentales”, afirma Matti-Nagy.

El equipo visualiza la instalación como un espacio colaborativo donde investigadores de todo el mundo pueden contribuir a explorar cuestiones de comportamiento. Por ello, el equipo invita a investigadores de todo el mundo a conectarse con ellos y planificar experimentos.

Acerca de las noticias sobre investigación en neurociencia conductual

autor: Helena Dietz
fuente: Universidad de Constanza
comunicación: Helena Dietz – Universidad de Constanza
imagen: Imagen acreditada a Neuroscience News.

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Búsqueda original: acceso abierto.
SMART-BARN: un campo multimedia escalable para rastrear el comportamiento animal en tiempo real en grandes cantidadesPor Matti Nagy et al. Avances de la ciencia


un resumen

SMART-BARN: un campo multimedia escalable para rastrear el comportamiento animal en tiempo real en grandes cantidades

SMART-BARN (Arena multimodal escalable para el seguimiento masivo del comportamiento animal en tiempo real) logra una adquisición rápida y sólida de movimiento, comportamiento, comunicación e interacciones entre animales en grupos, dentro de un entorno 3D grande (14,7 m por 6,6 m por 3,8 m). utilizando múltiples canales de información.

El comportamiento se mide mediante una amplia gama de taxones (insectos, aves, mamíferos, etc.) y tamaño corporal (desde polillas hasta humanos) simultáneamente.

Este sistema integra múltiples tecnologías de medición simultáneas, que incluyen precisión submilimétrica, captura de movimiento de alta velocidad (300 Hz), grabación y posicionamiento de voz, reconocimiento automático de comportamiento (visión por computadora) y módulos interactivos remotos controlados por computadora (en, por ejemplo, comederos automáticos y comederos para animales). dispositivos móviles).

Los flujos de datos están disponibles en tiempo real, lo que permite realizar experimentos de circuito cerrado altamente controlados y basados ​​en el comportamiento, al mismo tiempo que se producen conjuntos de datos completos para análisis fuera de línea.

Las diversas capacidades de SMART-BARN quedan demostradas por tres desafiantes estudios de casos de aves, que destacan su amplia aplicabilidad al análisis riguroso del comportamiento animal colectivo entre especies.

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