Sincronización de video y acelerómetro para el estudio del comportamiento animal.

FONSECA, ROCIO; BOSCH, CANDELARIA; BARBERIS, LUCAS; KEMBRO, JACKELYN; A.G. FLESIA

Buenos Aires

Jornada; 51° Jornadas Argentinas de Informática. Simposio Argentino de Agro-informática; 2022

SADIO

El comportamiento de animales de laboratorio es estudiado usualmente pormedio de la observacion directa, utilizando catalogos de conductas predefinidas.El uso de videocamaras y otros metodos de registro han permitido determinartipo y duracion de eventos y evitar posibles efectos subjetivos del observador enla recoleccion de los datos. Sin embargo la determinacion de eventos en señalesderivadas de sensores de alta precision es muy dificil de lograr por inspeccion dela señal misma. En este marco, se han propuesto diferentes metodos de aprendizaje supervisado que usan señales proveniente de sensores como son losacelerometros. Es importante tener en cuenta que para entrenar y validar dichos metodos se requieren bases de datos anotadas, es decir una serie de tiempocomportamental obtenido, por ejemplo, del analisis de videograbaciones, sincronizadas con los registros del sensor. En el caso de vertebrados pequeños conalta tasa metabolica, la necesaria sincronizacion entre señales presenta unadificultad metodologica debido a alta resolucion temporal implicada. En estetrabajo se presenta un sistema de dos pasos para generar una base de datosanotada de comportamiento de codornices.El primer paso consiste en alojar parejas (macho y hembra) de codornicesadultos en cajas de cria. Una semana antes del inicio del experimento se lecoloca al macho un arnes tipo mochila impresa en plastico, sujeta por debajode las alas con tiras elasticas. Estas mochilas no generancambios conductuales en si mismas luego del periodo de habituacion utilizado.Un dispositivo independiente introduce un acelerometro dentro de la mochila,generando un pico en los tres ejes de la aceleracion.A su vez, el dispositivo simultaneamente enciende luces LED, que es capturada por la camara y que permite sincronizar las dos videograbaciones entre si y con la señal producida por el acelerometro.En el segundo paso, luego de la introduccion del acelerometro dentro de lamochila se registra el comportamiento del macho durante por lo menos 20 horas.Tambien, el acelerometro tri-axial recolecta las aceleraciones tridimensionalesasociadas con los movimientos del cuerpo a lo largo de este periodo de tiempo. Lasincronizacion de las señales obtenida permite realizar una anotacion en el tiempoque puede ser utilizada para el entrenamiento y la validacion de metodos deaprendizaje supervisado. En particular, las series de aceleracion anotadas estansiendo usadas como una base de datos de entrenamiento de redes neuronalesLong Short Time Memory. Tambien podrian ser utilizadas metodologias comoK-vecinos mas cercanos (KNN) y maquinas de soporte vectorial (SVM).