動物行為研究新技術——VISIR動物行為觀測分析系統(tǒng)案例

VISIR是由北京易科泰生態(tài)技術有限公司提供的動物行為研究系統(tǒng)，具備視頻跟蹤、行為分析、溫度測量成像等多重功能。系統(tǒng)基于可見光（VIS）與長波紅外熱成像技術（IR），由可見光攝像頭、紅外熱成像儀、動物行為分析軟件、動物活動室/池等組成。通過可見光數碼攝像頭及長波紅外熱成像錄制數碼視頻，并通過軟件在計算機上根據反差法或背景減除法的原理和紅外熱成像溫度測量技術對視頻中的目標動物（單個或多個）、動物不同部位進行行為分析、溫度時空分布分析。

VISIR系統(tǒng)的核心之一是紅外熱成像技術。紅外熱成像是記錄地球上任何物體釋放的、在電磁波譜中處于紅外波段的光并且對其成像的技術。物體和生命體的屬性和狀態(tài)能夠通過它們表面的溫度分布圖像來衡量。熱成像的應用領域非常廣泛，例如工業(yè)、安防、軍事、科研等。在自然科學研究中，相較于其他方法，熱成像技術提供了一種安全、無損傷的測量和數據獲取手段，而且在人類醫(yī)學和獸醫(yī)學、生態(tài)學、動物學等領域已有大量的應用。

在動物行為學研究領域，紅外熱成像配合可見光成像可用來測量處于脅迫條件下、進行不同類型的行為時的體溫變化，并對特定行為進行識別和活動狀態(tài)進行分析。我們可以通過以下3個案例了解紅外熱成像技術在動物行為領域的應用。

研究案例1 靈長類面部表情和生理研究

日本京都大學類人猿研究院的中山借助紅外熱成像技術發(fā)現(xiàn)在有潛在威脅的人（如手持抓捕網、身著實驗服的工作人員）在場時，獼猴通過露齒和其他面部表情表達它們的負面情緒，同時獼猴鼻區(qū)的溫度在10-30s內顯著下降。中山等人據此判斷：鼻區(qū)溫度的降低能夠作為非人類靈長類情緒從中性到負面變化的一個可靠和準確指標。

研究案例2 面部的可視化溫度測量

捷克馬薩里克大學醫(yī)學院對年齡在20-30歲之間的12名志愿者（4名男性和8名女性），攝入約一茶匙的辣椒提取物（1.17g，約0.0587g純辣椒素），在攝入前后利用紅外熱成像進行面部和頸部可視化的溫度測量。觀察到口腔區(qū)域、眼角、頸部、鼻子區(qū)域、正面區(qū)域等各區(qū)域溫度均升高，口腔區(qū)域升高得非常明顯。同時，觀察到喜歡辣味的人比不吃辣的面部溫度上升幅度小，上升較慢。

研究案例3 嚙齒類動物社會等級和撕咬行為的識別

紅外熱成像技術能夠為識別嚙齒類動物社會等級和撕咬等行為提供依據。如下左圖中的一對雄性大鼠，左側個頭大，鼠尾溫度也高。鼠尾溫度高，意味著鼠的自信心更強、更無畏，攻擊性更高，社會等級也更高。

而撕咬行為很難通過人眼觀察到，因為它會在嚙齒類動物身體接觸甚至遮擋的時候快速發(fā)生。但是被攻擊者的毛發(fā)上殘留的唾液會失去溫度，據此通過熱成像就能夠輕易發(fā)現(xiàn)。如右下圖中的左側，鼠身上的藍色斑點（低溫區(qū)）即為撕咬留下的唾液。

VISIR動物行為觀測分析系統(tǒng)

北京易科泰生態(tài)技術有限公司為您提供人、猴、大小鼠等動物的行為研究的VISIR系統(tǒng)——Thermo-RGB醫(yī)學雙光紅外熱成像儀+專業(yè)動物行為分析軟件。

Thermo-RGB相機集成全高清RGB鏡頭和紅外熱成像鏡頭，雙鏡頭可同時成像并顯示和錄制視頻。

該相機具備以下優(yōu)點，能滿足您的研究需求：

高溫度靈敏度：0.03℃，高于0.03℃的溫度差異即可分辨出來。

高空間分辨率：640×512，成像清晰，效果好。

高精度高穩(wěn)定性：精度±1℃，提供的黑體校準套件能夠保證溫度的實時校準，從而保證測溫的精確和穩(wěn)定。

窄測溫量程：0-50℃，保證測量精度。于面部、人體、猴、大小鼠等溫度測量。

高溫/低溫報警：配套軟件支持兩級彩色警示功能，將溫度異常的部位用醒目顏色表示出來。

優(yōu)質的數碼可見光相機：1920×1080，3D降噪，自動對焦。能夠拍攝出出色的RGB圖像，輔助紅外熱成像使用，也可對嚙齒類動物的行為進行跟蹤記錄，使用動物行為分析軟件分析。

對于動物個體或者多只動物，Thermo-RGB醫(yī)學雙光紅外熱成像儀記錄的可見光視頻和紅外熱成像視頻，可使用動物行為分析軟件基于身體顏色和溫度假彩色對目標進行識別區(qū)分，進一步分析獲得行為學參數，如移動距離、速度和速率、加速度、移動方向、取向、移動方向和取向變化速率、活動/非活動時間和比例、個體間距離（IID）、區(qū)域訪問次數和停留時間等。