Análise do Comportamento Animal com Deep Learning: Perspetivas Avançadas através de Machine Vision
Max Reijngoudt
Historicamente, compreender o comportamento animal tem sido uma tarefa meticulosa, fortemente dependente da observação humana. No entanto, a integração do deep learning e machine vision para compreender o comportamento animal inaugurou uma nova era de eficiência e precisão neste campo. Ao aproveitar o poder de algoritmos avançados, os investigadores podem agora obter informações valiosas sobre comportamentos animais, dinâmicas sociais e respostas ambientais. Este artigo serve como um guia, delineando os passos essenciais e soluções para construir um sistema robusto de análise de comportamento animal baseado em deep learning.
Por exemplo, considere o potencial da análise do comportamento dos suínos para compreender os seus estados emocionais e melhorar o bem-estar animal. Ao monitorizar movimentos subtis e expressões faciais, os investigadores podem desenvolver modelos baseados em IA para detetar sinais de stress, dor ou satisfação, conduzindo a práticas agrícolas mais humanas. Estes conhecimentos têm implicações importantes, desde a avaliação da qualidade da carne até ao bem-estar geral dos animais.
Ao incorporar técnicas de análise facial, os investigadores podem aprofundar o conhecimento sobre o panorama emocional dos animais, abrindo caminho para uma abordagem mais compassiva e sustentável na gestão pecuária.
Table of contents
Seleção de câmera de Machine vision
A base de qualquer projeto bem-sucedido de análise de comportamento animal é a seleção de um sistema de câmera adequado. Este componente crítico determina a qualidade e a quantidade dos dados recolhidos, impactando significativamente a precisão e a profundidade da
análise subsequente. Vários fatores-chave devem ser considerados ao escolher uma câmera industrial para estudos de comportamento animal.
A resolução é essencial para captar o comportamento animal em detalhe. Uma câmera de alta resolução permite o acompanhamento preciso dos movimentos corporais, expressões faciais e detalhes subtis. Por exemplo, o estudo das interações sociais de primatas requer a captação de informações detalhadas, como gestos das mãos e movimentos oculares. O nosso modelo
VEN-505-36U3M-M01, com uma resolução de 2592x1944 píxeis, oferece uma excelente base para captar este tipo de informação.
Frame rate é igualmente crucial, especialmente ao analisar comportamentos rápidos. Um frame rate mais elevado permite um acompanhamento mais preciso de movimentos rápidos e garante que nenhum momento comportamental importante seja perdido. Embora a nossa VEN-505-36U3M-M01 ofereça um frame rate respeitável de 36fps, investigadores que estudam animais de movimentos rápidos, como aves ou roedores, poderão necessitar de uma câmera com um frame rate ainda mais elevado.
A sensibilidade é outro fator importante, especialmente em ambientes com condições de iluminação variáveis. Uma câmera com bom desempenho em baixa luminosidade é fundamental para captar imagens nítidas em áreas escuras ou sombreadas. Os sensores monocromáticos, como o do nosso VEN-505-36U3M-M01, apresentam geralmente maior sensibilidade em comparação com os sensores de cor, tornando-os ideais para condições de
baixa luminosidade.
Selecionar a Lente ideal
Escolher a lente industrial adequada é crucial para captar dados claros e detalhados sobre o comportamento animal. A lente tem um impacto significativo na qualidade da imagem, no campo de visão (FOV) e na distância de trabalho (WD), todos essenciais para uma análise precisa.
A lente ideal para estudos de comportamento animal depende de vários fatores, incluindo o tamanho dos animais, o nível de detalhe pretendido e o ambiente de observação. Por exemplo, estudar pequenos roedores num ambiente de laboratório pode exigir uma lente macro
para captar habilidades motoras finas e expressões faciais. Em contraste, observar grandes mamíferos no seu habitat natural pode requerer uma lente teleobjetiva para manter uma distância segura enquanto se captam imagens nítidas.
Por exemplo, uma lente de 4mm com um FOV de 513,2 x 384,9 mm e uma WD de 400 mm pode ser adequada para estudar pequenos animais num ambiente controlado. Esta lente oferece um FOV amplo, permitindo aos investigadores captar uma vasta gama de comportamentos num espaço limitado. A WD de 400 mm proporciona uma distância de trabalho suficiente para manipular configurações experimentais ou observar os animais sem os perturbar.
Adicionalmente, a distorção da lente pode afetar a precisão da análise comportamental. Minimizar a distorção é crucial para medições precisas e para o acompanhamento dos movimentos dos animais. As lentes grande angular são frequentemente propensas a distorção, pelo que os investigadores devem considerar a utilização de lentes prime ou lentes sem distorção.
Ao considerar cuidadosamente estes fatores e consultar especialistas em imagem, os investigadores podem selecionar a lente ideal para o seu estudo específico de comportamento animal, maximizando a qualidade e utilidade dos seus dados.
Iluminação para Análise do Comportamento Animal
Uma iluminação de machine vision adequada é crucial para captar dados de comportamento animal de alta qualidade. Uma iluminação suficiente garante que detalhes subtis, como expressões faciais e movimentos corporais, sejam claramente visíveis. A escolha da iluminação depende de vários fatores, incluindo o tamanho dos animais, o ambiente de observação e o nível de detalhe pretendido.
Para animais sensíveis à luz, como espécies noturnas, a iluminação por infravermelhos (IV) pode ser uma ferramenta valiosa. A luz IV é invisível para humanos e muitos animais, permitindo que os investigadores observem o comportamento sem perturbar os sujeitos. Ao utilizar câmaras IV e as nossas VA-SWIR-RL e VA-SWIR-BL, os investigadores podem captar imagens nítidas em condições de pouca luz.
A experimentação com diferentes configurações de iluminação é frequentemente necessária para encontrar o equilíbrio ideal para estudos específicos de comportamento animal. Ao planear e implementar estratégias de iluminação, os investigadores podem garantir que os seus dados de comportamento animal são da mais alta qualidade, facilitando uma análise e interpretação precisas.
Exemplos de aplicações
A análise do comportamento animal tem uma vasta gama de aplicações em vários campos. Aqui estão alguns exemplos:
Estes são apenas alguns exemplos de como a análise do comportamento animal pode ser aplicada. À medida que a tecnologia continua a avançar, podemos esperar ver ainda mais aplicações inovadoras e impactantes no futuro.
Suporte para sistemas de visão para Análise do Comportamento Animal
Gostaria de ter suporte de um dos nossos especialistas em machine vision para criar o seu próprio sistema de Análise de Comportamento Animal? Ou outro sistema de visão semelhante? Não hesite em entrar em contacto utilizando o formulário abaixo!
Max Reijngoudt
Computer vision para controlo de qualidade e classificação de vegetais / frutas e plantas
Cada vez mais empresas do setor agrícola estão a investir em automação; câmaras industriais e software inteligente (IA) são utilizados para o controlo ótico de qualidade e a triagem de legumes, frutas e plantas.
Read more