腦聲小店基于深度科研洞察,專注為動物實驗提供"簡器械·精實驗"解決方案。我們突破高精設備局限,開發手工定制化儀器及配件,通過科研巧思將基礎工具轉化為創新實驗方案。產品涵蓋行為學裝置、操作輔助工具等,使實驗室在保持操作簡效的同時,實現精細化數據采集,助力科研人員以創造性思維發掘簡易儀器的潛在科研價值。
實驗動物行為分析廣泛應用于運動功能、學習和記憶等高級中樞神經功能的研究。相較于電生理和生化等分析方法,動物行為分析能夠全面反映實驗動物的整體狀態。因此,它已成為神經科學領域,特別是在神經生理學和行為藥理學中的重要研究手段。
動物行為分析方法的發展歷程包括人工觀察、傳感檢測技術以及視頻跟蹤技術等階段。近年來,數字圖像處理技術被廣泛應用于追蹤動物活動軌跡,計算運動距離、速度等運動參數,成為自動化行為分析的前沿技術。這種方法的核心在于忽略動物體態及其變化,將其簡化為質點,只關注運動狀態。然而,動物的行為不僅由位置變化構成,體態及其變化能夠反映更多的心理狀態。因此,準確識別動物的體態,并詳細描述其精細行為,已經成為動物行為學,尤其是嚙齒類動物行為研究中的前沿方向。
VisuCage是一種高度可訓練的計算機視覺系統,旨在通過分類特征,讓計算機學會模擬人眼對圖像的分析判斷標準。該系統的核心功能在于自動化處理復雜的嚙齒動物行為分析。傳統的行為分析方法往往依賴于研究者的主觀觀察和人工標注,存在精度有限、效率低下的問題。VisuCage 的引入,顯著提高了這一過程的客觀性和自動化水平。
通過先進的圖像處理算法,VisuCage 可以識別和分類不同的行為特征,如運動軌跡、停留時間、速度變化等。在此基礎上,它能夠對這些數據進行深度解析,從而提供更全面的行為特征分析。特別是對于嚙齒動物的復雜行為,例如探索、覓食、社交互動等,VisuCage 可以實現高精度的自動追蹤和分類,大大減少了人為干預的需求。
此外,VisuCage 的靈活性體現在其可定制的訓練模塊,研究人員可以根據具體的實驗需求調整分類標準,從而更準確地捕捉不同實驗情境下的行為特征。通過這一系統,嚙齒動物行為研究的效率和精確度得到了極大提升,成為動物行為學研究中的一項前沿技術。
實時識別動物體態精細行為
系統特點
該系統能夠自動識別實驗動物在飼養籠內的多種行為,如位置信息、站立、蹲坐、理毛、嗅探、挖掘、不動、慢速運動、快速運動、吊掛、飲食以及飲水等。
整個過程中,實驗動物處于完全自由活動狀態,實驗不需要對動物進行任何特殊的手術處理,動物始終在標準飼養籠中自由活動。該系統不要求對飼養籠進行特殊設計,普通的飼養籠即可滿足實驗要求。
實驗過程的所有視頻都可以保存和回放,研究人員可以隨時查看并重新分析實驗數據。系統能夠自動統計每種行為發生的次數以及累計的持續時間,極大地方便了數據的收集與分析。該系統還提供了兩種分析模式——實時分析和錄像回放分析。實時分析模式適用于需要即時獲取行為數據的實驗,而錄像回放分析模式則適合進行更詳細、深度的行為解析。
此外,系統具有高靈活性,實驗人員可以根據不同的實驗需求,自由繪制觀察區域,針對不同形狀的籠具進行自定義的區域設置。無論籠具的形狀如何,該系統都能靈活適應,確保實驗過程的順利進行。這一功能使得系統能夠與各種特定籠具配合使用,為行為研究提供了更大的實驗自由度與操作便利性。通過這一自動化系統,動物行為學研究不僅提高了效率,還增強了實驗的精確度與客觀性。
小鼠行為的定量分析依賴于專業科研人員手動標注的超過 300 萬張視頻數據,這些數據用于訓練計算機 AI 視覺系統。通過不低于 1500 次的反復訓練和學習,該系統能夠識別陌生視頻中的行為,識別準確率超過 90%。在系統內部的視頻識別中,準確率更是高達 99.7%。對于陌生視頻,如果希望進一步提升識別準確率,可以讓系統繼續進行自主學習,以獲取更加理想的數據結果。
硬件特點
工業視覺電腦工作站配備固態硬盤,能夠支持多路千兆 PoE 網口集成。高速工業相機具有 1280*960 的分辨率,支持最大幀率為 120 幀每秒,確保視頻在運行過程中不丟幀,保證系統的穩定性。工作站還具備晝夜節律自動控制和切換功能,環境燈光的亮度可通過軟件調節,無需對實驗環境的燈光有特殊要求。系統本身的光學設計經過合理匹配,能夠在不同的光線條件下正常工作。
VisuCage系統效果展示
部分案例
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