ثورة في أبحاث الحيوانات: كاميرات الهواتف المحمولة تكشف سلوك الطيور!

ثورة في أبحاث الحيوانات: كاميرات الهواتف المحمولة تكشف سلوك الطيور!

قام باحثون من مجموعة كونستانز للتميز "السلوك الجماعي" بتطوير نظام كاميرا محمول مبتكر يسمى "3D-SOCS". تم تصميم هذا النظام لالتقاط بيانات تفصيلية حول سلوك الحيوانات في بيئتها الطبيعية ويتيح تتبعًا دقيقًا ثلاثي الأبعاد بدون علامات لمواقف وحركات الطيور المتعددة في وقت واحد. حتى الآن، ركز التتبع ثلاثي الأبعاد في الغالب على المساحات الداخلية أو الحيوانات في الأسر. تم نشر النظام الجديد في المجلة الشهيرة طرق البيئة والتطور ويمثل تقدما في أبحاث سلوك الحيوان.

تم استخدام 3D-SOCS في غابة بالقرب من معهد ماكس بلانك لعلم الأحياء السلوكي في موجينجن. أثناء تجربة ميدانية، تم تقديم محفزات بصرية مثل ديدان الوجبة والطيور المحنطة لمراقبة استجابات الطيور. تسمح البيانات التي تم الحصول عليها باستخلاص استنتاجات حول استخدام المجال البصري والوضع الجانبي للطيور. يمكن أيضًا استخدام النظام لتقدير حجم جسم الحيوانات، وهو بمثابة تقدير تقريبي لوزنها. ما هو جدير بالملاحظة بشكل خاص هو أن جمع البيانات غير جراحي، مما يعني أنه ليس من الضروري التقاط الحيوانات.

الابتكارات التكنولوجية والرصد البيئي

يمثل نظام 3D SOCS منصة مفتوحة. إن خطط الأجهزة وخطوط البرامج متاحة للعامة، مما يسمح لمجتمع علمي واسع باستخدام هذه التكنولوجيا. يعزز هذا النظام التآزر بين الأبحاث المختبرية والميدانية ويسد الفجوة بين الدراسات الخاضعة للرقابة والملاحظات الميدانية الصالحة بيئيًا. ويتم تمويله من قبل مؤسسة الأبحاث الألمانية (DFG) وأمانة الدولة السويسرية للتعليم والبحث والابتكار (SERI)، ويعمل بالبطارية، لذا فهو مصمم للاستخدام في هذا المجال.

ويهدف مؤلفو الدراسة الأساسية، بما في ذلك مايكل تشيمينتو وأليكس هوي هانغ تشان، إلى جمع مجموعات كبيرة من البيانات السلوكية عن الحيوانات البرية في الموائل الطبيعية. باستخدام أحدث تقنيات الاستشعار مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وعلامات جهاز الإرسال والاستقبال السلبي، تم تحسين جودة ونطاق البيانات السلوكية بشكل كبير. يتيح التقدم في التعلم الآلي ورؤية الكمبيوتر قياسات دقيقة بشكل خاص يمكن أن تتنافس مع ظروف المختبر الخاضعة للرقابة.

دور خوارزميات تحليل الصور

بالإضافة إلى التطورات في كونستانز، قام باحثون من معهد المعلوماتية العصبية التابع للجامعة وETH Zurich بإنشاء خوارزمية تحليل الصور لأتمتة تحليل تسجيلات الفيديو في الدراسات السلوكية. تستخدم هذه الخوارزمية الرؤية الحاسوبية والتعلم الآلي لتمييز الحيوانات الفردية واكتشاف سلوكياتها مثل الفضول والخوف. تكمن نقاط القوة الخاصة بالخوارزمية في التقييم السريع والآلي لتسجيلات الفيديو، مما يزيد من إمكانية تكرار نتائج البحث وصحتها.

تم تدريب هذه الطريقة باستخدام تسجيلات فيديو لكل من الفئران وقرود المكاك، ولكنها قابلة للتطبيق عالميًا. بدءًا من مراقبة السلوك غير الطبيعي في تربية الحيوانات وحتى تحليل التفاعلات الاجتماعية المعقدة في المجتمعات الحيوانية، تتمتع هذه الخوارزمية بتطبيق واسع النطاق. وتهدف هذه المبادرة، بالتعاون مع حديقة حيوان زيورخ، إلى تحسين تربية الحيوانات وإجراء أبحاث سلوكية آلية. يخطط البروفيسور يانيك في ETH لاستخدام هذه التقنية في بحثه حول التعلم بالتقليد.

ومن الممكن أن يساهم التقدم الذي أحرزته هذه التقنيات بشكل كبير في تعميق فهمنا لسلوك الحيوان في البرية وبالتالي تحسين الأساس لحماية الأنواع المهددة بالانقراض والحفاظ عليها.