Qui presentiamo un protocollo per monitorare individualmente gli animali per un lungo periodo di tempo. Usa visione artificiale metodi per identificare un set di tag manualmente costruito utilizzando un gruppo di aragoste come caso di studio, fornendo al contempo informazioni su come a casa, manipolare e contrassegno le aragoste.
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Articolo metodologico
A lungo termine dei Video rilevamento di Cohoused animali acquatici: un caso di studio dell'attività locomotrice quotidiana di scampi (Nephrops norvegicus)
* These authors contributed equally
In questo articolo
Sommario
Abstract
Vi presentiamo un protocollo relazionato a una tecnica di video-monitoraggio basata sulla sottrazione di sfondo e soglia di immagine che rende possibile seguire individualmente gli animali cohoused. Abbiamo testato la routine di rilevamento con quattro cohoused scampi (Nephrops norvegicus) in condizioni di luce-buio per 5 giorni. Le aragoste erano stata contrassegnate individualmente. La messa a punto sperimentale e le tecniche di rilevamento utilizzate sono interamente basate su software open source. Indica il confronto tra l'uscita di rilevamento con un rilevamento manuale che le aragoste erano correttamente rilevato il 69% delle volte. Tra le aragoste correttamente rilevate, loro singoli tag sono stati correttamente identificati 89,5% delle volte. Considerando la frequenza di fotogrammi utilizzate nel protocollo e il tasso di movimento di aragoste, le prestazioni di rilevamento video hanno una buona qualità, e i risultati rappresentativi sostengono la validità del protocollo nella produzione di preziosi dati per esigenze di ricerca (individuo occupazione di spazio o modelli di attività locomotoria). Il protocollo qui presentato possa essere facilmente personalizzato ed è, quindi, trasferibile ad altre specie dove il tracciamento individuale degli esemplari in un gruppo possa essere utile per rispondere alle domande di ricerca.
Introduzione
Negli ultimi anni, rilevamento automatizzato basato su immagine ha fornito altamente accurato set di dati che possono essere utilizzati per esplorare le domande di base in ecologia e comportamento discipline1. Questi set di dati può essere utilizzato per l'analisi quantitativa di comportamento animale2,3. Tuttavia, ogni metodologia di immagine utilizzato per tracciare gli animali e la valutazione di comportamento ha i pregi e limiti. Nei protocolli di rilevamento basato su immagine che utilizzano informazioni spaziali da fotogrammi precedenti in un film per animali4
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Protocollo
Le specie utilizzate in questo studio non sono una specie in via di estinzione o protetta. Esperimenti di laboratorio e di campionamento seguita la normativa spagnola e interno istituzionale (ICM-CSIC) in materia di benessere degli animali. Campionamento degli animali è stata condotta con il permesso dell'autorità locale (governo regionale della Catalogna).
1. campionamento e manutenzione animale
Nota: Il seguente protocollo si basa sul presupposto che i ricercatori possono campione N. norvegicus nel campo durante la notte per evitare di danneggiare i fotorecettori23
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Risultati
Abbiamo costruito manualmente un sottoinsieme dei dati sperimentali per convalidare l'analisi automatizzata dei video. Una dimensione di campione di 1.308 fotogrammi con un livello di confidenza del 99% (che è una misura di sicurezza che mostra se il campione riflette accuratamente la popolazione, all'interno del suo margine di errore) e un margine di errore del 4% (che è una percentuale che descrive come chiudere il risposta ha dato l'esempio è il valore reale della popolazione) è stato .......
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Discussione
Prestazioni e rappresentante risultati ottenuti con il protocollo di video-monitoraggio ha confermato la validità per la ricerca applicata nel campo del comportamento animale, con un focus specifico su modulazione sociale e ritmi circadiani di animali cohoused. L'efficienza di rilevamento animale (69%) e la precisione di discriminazione tag (89,5%) accoppiato con le caratteristiche comportamentali (cioè, tasso di movimento) delle specie bersaglio utilizzato qui suggeriscono che questo protocollo è una soluzione perfetta .......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla a rivelare.
Ringraziamenti
Gli autori sono grati alla Dr. Joan B. società che ha finanziato la pubblicazione di questo lavoro. Inoltre, gli autori sono grati per i tecnici della zona acquario sperimentale presso l'Istituto di Scienze Marine di Barcellona (ICM-CSIC) per il loro aiuto durante il lavoro sperimentale.
Questo lavoro è stato supportato dal progetto RITFIM (CTM2010-16274; sperimentatore principale: J. Aguzzi) fondato dal Ministero spagnolo della scienza e innovazione (Formacion) e la concessione di TIN2015-66951-C2-2-R dal Ministero spagnolo dell'economia e della competitività.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Treppiede 475 | Manfrotto | A0673528 | Fuori Produzione |
| Braccio articolato 143 | Manfrotto | D0057824 | Fuori produzione |
| Fotocamera USB 2.0 uEye LE | iDS | UI-1545LE-M | https://en.ids-imaging.com/store/products/cameras/usb-2-0-cameras/ueye-le.html |
| Fish Eye Len C-mount f = 6 mm/F1.4 | Infaimon | Standard Optical | https://www.infaimon.com/es/estandar-6mm |
| Vasca in Fibra di Vetro 1500 x 700 x 300 mm3 | |||
| Tessuto | |||
| Struttura in legno Vasca | 5 listelli di legno 50x50x250 mm | ||
| Struttura in legno Tessuto | 10 listelli di legno 25x25x250 mm | ||
| Viti | Tanti quanti ne servono per fissare le strutture in listelli | ||
| di legno PC | CPU a 2 core, 4 GB di RAM, 1 GB di grafica, 500 GB | ||
| di memoria esterna HD HDD | Capacità di 2 TB desiderabile | ||
| iSPY Sotfware per PC Windows | Software iSPY | https://www.ispyconnect.com/download.aspx | |
| Zoneminder PC Linux | Zoneminder | https://zoneminder.com/ | |
| OpenCV 2.4.13.6 Libreria | OpenCV | https://opencv.org/ | |
| Python 2.4 | Python | https://www.python.org/ | |
| Vassoio | |||
| da campeggio | |||
| Gel | cianocrilato per incollare l'etichetta' s | ||
| 1 foglio di plastica PVC nero (spessore 1 mm) | Costruzione del cartellino | ||
| 1 foglio di plastica del PVC bianco (spessore 1 mm) | Costruzione del cartellini | ||
| 4 Tag' s Ø 40 mm | Realizzato con foglio di plastica PVC bianco e nero | ||
| 3 m Strid Led Ligts (480 nm) | Impermeabile come desiderabile | ||
| 3 m IR Strid Led Ligts (850 nm) | Impermeabile come desiderabile | ||
| 6 m Tubi in Metacrilato Ø 15 mm | Strid Led | ||
| chiuso 4 gomiti in PVC 45o Ø 63 mm | Costruzione della tana | ||
| 3 m Tubo flessibile in PVC & Oslash; 63 mm | Costruzione della tana | ||
| 4 Tappo a vite in PVC Ø 63 mm | Costruzione della tana | ||
| 4 O-ring Ø 63 mm | Costruzione della tana | ||
| 4 Femmina PVC presa colla / filettatura & Oslash; 63 mm | Costruzione della tana | ||
| 10 m DC 12V Cavo | Meccanismo di controllo della luce Ligt | ||
| Alimentazione DC 12 V 300 W | Meccanismo di controllo della luce | ||
| MOSFET, RFD14N05L, N-Canal, 14 A, 50 V, 3 pin, IPAK (TO-251) | RS Components | 325-7580 | Meccanismo |
| di controllo della luceDiodo, 1N4004-E3/54, 1A, 400V, DO-204AL, 2-Pines | RS Components | 628-9029 | Meccanismo di controllo della luce |
| Portafusibili | RS Components | 336-7851 | Meccanismo di controllo della luce |
| Terminale di alimentazione a 2 vie da 3,81 mm | RS Components | 220-4658 | Condensatore del meccanismo di controllo della luce |
| 220 &; F 200 V | RS Components | 440-6761 | Resistenza del meccanismo di controllo della luce |
| 2K2 7 W | RS Components | 485-3038 | Fusibile del meccanismo di controllo della luce |
| 6,3 x 32 mm2 3A | RS Components | 413-210 | Meccanismo di controllo della luce |
| Arduino Uno Atmel Atmega 328 Scheda MCU | RS Components | 715-4081 | Meccanismo di controllo della luce |
| Scheda prototipe CEM3,3 orifizio,RE310S2 | RS Components | 728-8737 | Meccanismo di controllo della luce Convertitore |
| CC/CC,12 Vin,+/-5 Vout 100 mA 1 W | RS Components | 689-5179 | Meccanismo di controllo della luce |
| 2 SERA T8 lampadina fluorescente blu al chiaro di luna 36 watt | SERA | Fuori produzione/Struttura isolata dalla luce |
Riferimenti
- Dell, A. I., et al. Automated image-based tracking and its application in ecology. Trends in Ecology & Evolution. 29 (7), 417-428 (2014).
- Berman, G. J., Choi, D. M., Bialek, W., Shaevitz, J. W. Mapping the stereotyped behaviour of freely mo....
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Ristampe e permessi
