Revolucionando los estudios del comportamiento animal utilizando las últimas tecnologías.

resumen: Inauguró SMART-BARN, una instalación de última generación para estudiar el comportamiento colectivo de los animales.

Ubicada en un granero del siglo XVIII y un granero de fotografía del tamaño de un gimnasio, la instalación utiliza técnicas de alto rendimiento, como el seguimiento óptico 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 la abreviatura de Scalable Multimodal Arena para rastrear el comportamiento en tiempo real de animales en grandes cantidades.
2. Esta tecnología puede monitorear cientos, o incluso miles, de animales simultáneamente, dependiendo de su tamaño.
3. El sistema multidisciplinario, desarrollado por biólogos, físicos, ingenieros e informáticos, ya se ha aplicado para estudiar diversas especies, incluidas palomas, estorninos, polillas, murciélagos y humanos.

fuente: Universidad de Constanza

Investigadores del Centro de Excelencia para el Estudio Avanzado del Comportamiento Colectivo (CASCB) y el Instituto Max Planck de Comportamiento Animal han convertido un antiguo granero en un laboratorio tecnológico de última generación 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 bandadas de la Universidad de Konstanz: el hangar de fotografía.

Una limitación importante de la investigación del comportamiento es que los científicos pueden estudiar animales en entornos de laboratorio estrictamente controlados, pero a menudo irrealmente 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 necesita para abordar esto? Primero, un lugar con mucho espacio. En segundo lugar, la tecnología moderna.

Ambos están disponibles en el granero del siglo XVIII del Instituto Max Planck para el Comportamiento Animal en Mogengen, 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 han desarrollado una herramienta llamada SMART-BARN.

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

“Se trata de 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 Cousin y sus colegas, desarrollaron SMART-BARN.

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

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

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

¿Por qué importa el tamaño?

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

«Esto significa que los usuarios pueden medir repertorios de comportamiento nunca antes vistos porque los animales tienen más espacio», dice el informático Himal Naik. La instalación, dependiendo del tamaño de los animales, puede albergar 100 animales a la vez y amplía la posibilidad de experimentar con nuevas especies que normalmente no se estudian en ambientes interiores.

«De hecho, ahora hemos ampliado esto para trabajar con varios miles de animales», añade Kozin. «Recientemente realizamos 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 experimentales con sujetos tan diversos como palomas, estorninos, polillas, murciélagos y humanos.

Naik está entusiasmado porque: «La instalación está forjando nuevas e importantes colaboraciones interdisciplinarias».

Y continúa: «Por ejemplo, SMART-BARN ofrece la capacidad de rastrear la mirada en 3D y la posición 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 llevado a la creación de un sistema más grande en el hangar de fotografía de la Universidad de Konstanz para rastrear enjambres de robots o miles de insectos», dice Ian Cousin.

«En resumen, su ámbito de aplicación sólo está limitado 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 tanto, el equipo invita a investigadores de todo el mundo a ponerse en contacto con ellos y planificar experimentos.

Acerca de las noticias de investigación en neurociencia conductual

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

Búsqueda original: Acceso abierto.
«SMART-BARN: un campo multimedia escalable para rastrear el comportamiento animal en tiempo real en grandes cantidades“Por Matti Nagy et al. Avance de la ciencia

un resumen

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

SMART-BARN (Scalable Multimodal Arena for Real-Time Tracking of Behavior of Animals in Large Numbers) logra una adquisición rápida y sólida de movimiento, comportamiento, comunicación e interacciones entre animales en grupos, dentro de un gran espacio (14,7 m por 6,6 m por 3,8 m). ), entorno 3D Utilizando múltiples canales de información.

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

Este sistema integra múltiples tecnologías de medición simultánea, que incluyen precisión submilimétrica, captura de movimiento de alta velocidad (300 Hz), grabación y localización de audio, reconocimiento automatizado de comportamiento (visión por computadora) y unidades interactivas remotas controladas por computadora (por ejemplo, automáticas). comederos 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 se demuestran a través de tres desafiantes estudios de casos de aves, destacando su amplia aplicabilidad al análisis detallado del comportamiento animal colectivo entre especies.