Forscher des Cluster of Excellence Centre for the Advanced Study of Collective Behaviour (CASCB) und des Max-Planck-Instituts für Verhaltensbiologie haben eine ehemalige Scheune in ein hochmodernes Technologielabor für die Erforschung des Gruppenverhaltens von Tieren umgebaut. Die Scheune diente als Prototyp für den Imaging Hangar an der Universität Konstanz, dem größten Labor für Schwarmverhalten.
Die Verhaltensforschung ist sowohl in kontrollierten Laborumgebungen als auch in unkontrollierten Bedingungen in freier Wildbahn begrenzt. Um diesem Problem entgegenzuwirken, haben die Forscher ein Werkzeug namens SMART-BARN (Scalable Multimodal Arena for Real-time Tracking Behavior of Animals in large numbers) entwickelt. Es ermöglicht die Untersuchung komplexer individueller und Gruppenverhaltensmerkmale unter Verwendung von hochdurchsatzfähigen Messverfahren wie optischem und akustischem Tracking.
SMART-BARN erweitert den Umfang von Indoor-Verhaltensexperimenten, indem es mehr Platz bietet, um bisher ungesehene Verhaltensrepertoires zu messen und neue Arten zu untersuchen. Die Einrichtung kann gleichzeitig Hunderte oder sogar Tausende von Tieren beherbergen.
SMART-BARN wurde in verschiedenen experimentellen Fällen mit Tieren wie Tauben, Staren, Motten, Fledermäusen und Menschen eingesetzt. Es ermöglicht Forschern, den 3D-Blick und die Körperhaltung von Vögeln in Gruppen zu verfolgen, was dabei hilft, die Rolle des Blicks bei Entscheidungsprozessen zu erforschen. Auch Informatiker nutzen diese Technik, um computerbasierte Algorithmen für die 3D-Verfolgung von Tieren ohne Marker zu entwickeln.
Die Anwendungsmöglichkeiten von SMART-BARN sind nur durch die Experimentierideen der Forscher begrenzt. Das Team sieht die Einrichtung als einen kooperativen Raum für Forscher weltweit, um zur Erforschung von Verhaltensfragen beizutragen. Sie laden Forscher aus der ganzen Welt ein, sich mit ihnen in Verbindung zu setzen und Experimente zu planen.
Einführung
In den letzten Jahren haben Forscher ein zunehmendes Interesse an der Erforschung des Gruppenverhaltens von Tieren und den zugrunde liegenden Mechanismen gezeigt. Bei der Durchführung von Verhaltensforschung in diesem Bereich gibt es jedoch bestimmte Einschränkungen. Forscher müssen oft zwischen kontrollierten Laborumgebungen oder unkontrollierten Bedingungen in freier Wildbahn wählen, von denen beide ihre Nachteile haben. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, haben das Cluster of Excellence Centre for the Advanced Study of Collective Behaviour (CASCB) und das Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie ein bahnbrechendes Werkzeug namens SMART-BARN (Scalable Multimodal Arena for Real-time Tracking Behavior of Animals in large numbers) entwickelt.
Überblick
SMART-BARN ist eine hochmoderne Technologie-Labor, das sich im Imaging-Hangar an der Universität Konstanz befindet. Diese Einrichtung dient als das größte Labor für Schwarmverhalten und bietet Forschern die Möglichkeit, komplexe individuelle und Gruppenverhaltensmuster mittels Hochdurchsatz-Messverfahren wie optischem und akustischem Tracking zu untersuchen.
Zweck und Design von SMART-BARN
Das Hauptziel von SMART-BARN besteht darin, den Umfang und die Skalierbarkeit von Experimenten zum Innenverhalten zu verbessern. Durch die Bereitstellung einer großzügigen und kontrollierten Umgebung ermöglicht es Forschern, Verhaltensrepertoires zu beobachten und zu messen, die zuvor unsichtbar waren. Darüber hinaus ermöglicht es SMART-BARN die Erforschung neuer Arten und erweitert so den Bereich der Tierverhaltensforschung.
Die Transformation einer Scheune
Die Forscher haben eine ehemalige Scheune in den Imaging-Hangar, ein hochmodernes Technologielabor, umgewandelt. Dieser Prozess umfasste die Integration verschiedener fortschrittlicher Tracking-Systeme, Kameras und anderer Hardwares, die erforderlich sind, um das Tierverhalten genau zu überwachen und aufzuzeichnen.
Technische Spezifikationen
SMART-BARN ist ausgestattet, um gleichzeitig Hunderte oder sogar Tausende von Tieren aufzunehmen und ermöglicht so groß angelegte Experimente. Die Technologie innerhalb der Einrichtung umfasst hochauflösende Kameras, Mikrofone für akustisches Tracking und andere spezialisierte Sensoren, um detaillierte Einzelheiten des individuellen und gruppenbezogenen Verhaltens zu erfassen.
Anwendungen von SMART-BARN
Die Vielseitigkeit von SMART-BARN ermöglicht eine breite Palette von Experimenten mit verschiedenen Tierarten. Forscher haben SMART-BARN erfolgreich in Studien mit Tauben, Staren, Motten, Fledermäusen und sogar Menschen eingesetzt. Dieses Werkzeug hat neue Möglichkeiten eröffnet, verschiedene Aspekte des Tierverhaltens zu erforschen.
Erforschung der Rolle des Blicks bei Entscheidungsprozessen
Eine spannende Anwendung von SMART-BARN ist die Möglichkeit, den 3D-Blick und die Haltung von Vögeln in Gruppen zu verfolgen. Diese Technologie hat dazu beigetragen, zu untersuchen, wie individuelles Blickverhalten kollektive Entscheidungsprozesse beeinflusst. Durch die Analyse der in SMART-BARN gesammelten Daten können Forscher Erkenntnisse über die Rolle des Blicks in verschiedenen Gruppendynamiken gewinnen.
Computer Vision und KI-basierte Algorithmen
Smart-BARN hat nicht nur Fortschritte in den Verhaltensstudien ermöglicht, sondern auch zum Bereich der Informatik beigetragen. Informatiker nutzen die von SMART-BARN erfassten Daten, um computerbasierte Bild- und KI-Algorithmen für 3D-Tierverfolgung ohne Marker zu entwickeln. Diese Algorithmen haben das Potenzial für verschiedene Anwendungen in Bereichen wie Artenschutz und Mensch-Tier-Interaktion.
Kooperationsmöglichkeiten und zukünftige Perspektiven
Das Team hinter SMART-BARN sieht die Einrichtung als einen kooperativen Raum für Forscher weltweit, die zur Erkundung verhaltensbezogener Fragen beitragen möchten. Sie laden Forscher aus der ganzen Welt ein, sich mit ihnen in Verbindung zu setzen und Experimente unter Verwendung der fortschrittlichen Möglichkeiten von SMART-BARN zu planen. Die Möglichkeiten für Innovation und Entdeckung in dieser Einrichtung sind enorm und werden nur durch die Experimentierideen der Forscher begrenzt.
Ein globales Netzwerk von Forschern
Indem sie Zusammenarbeit und Wissenstransfer fördern, strebt SMART-BARN den Aufbau eines globalen Netzwerks von Forschern an, die gemeinsam unser Verständnis für das Gruppenverhalten von Tieren vorantreiben. Die Einrichtung fördert interdisziplinäre Forschung und lädt Experten aus den Bereichen Biologie, Informatik und Psychologie ein, sich zusammenzuschließen und neue Grenzen in der Verhaltensforschung zu erkunden.
Erweiterung der Horizonte der Tierverhaltensforschung
Mit seinen unvergleichlichen Fähigkeiten und Potenzialen ist SMART-BARN bereit, die Horizonte der Tierverhaltensforschung zu erweitern. Die hochmoderne Technologie und die kooperative Atmosphäre der Einrichtung schaffen eine Plattform für bahnbrechende Entdeckungen. Durch die Nutzung dieser einzigartigen Ressource können Forscher neue Erkenntnisse über die Komplexitäten des kollektiven Verhaltens von Tieren gewinnen.
