【識港網訊】

你家的喵星人和汪星人到底在想些什麼？近日，中科院深圳先進院王立平、蔚鵬飛團隊研發了動物行為學“字典”，通過自動化行為採集設備和行為圖譜，幫助人們理解動物行為。 5月13日，相關成果發表於《自然·通訊》雜誌。

採集動物的“三維行為”

“目前的多數動物行為拍攝，都是基於單攝像頭獲取的二維動物信息。但它們的行為發生在三維空間中，二維採集會因為動物身體遮擋等，產生誤差和假信號。”王立平說。

為補全“丟失”維度的信息，團隊突破了二維視頻分析框架，使用“機器學習+三維重建”的方法，提出並構建了全自動的行為三維捕捉系統。該系統使用多視角相機的捕捉無懼遮擋，以極低成本在計算機中穩定獲取動物三維數據，可以重建動物行為的三維運動結構。

蔚鵬飛表示，此次成果可直接輸出經過無監督學習客觀分類的行為，不需要人工標註，研究者即可在極短時間內獲取大量優質數據集，大大解放了科研工作者的生產力。

讀懂動物的“語句”

小鼠一瞬間的駝背，肉眼甚至捕捉不到，居然也是焦慮行為之一？其實，相關奧秘早已體現在動物的行為語言中。

如果將動物行為比喻成人類語言，動物姿態就是最基礎的字母，組成有意義的動作（單詞），最終構成行為譜（句子）。團隊基於層次化方法，分析了每幀畫面中的動物姿態，構建出行為“字母表”；其次，將具有相似排列模式的姿態序列挖掘出來，構建出行為“字典”。

據悉，團隊相關成果已用於自閉症小鼠的行為研究，從兩組小鼠的15分鐘自發行為中，檢測到8種亞秒級行為。 “比如小鼠的駝背，看起來和站立動作非常相似，加上轉瞬即逝，所以人為觀察難以區分其差異。”蔚鵬飛說。

目前，針對不同物種，該行為圖譜仍在不斷更新和完善中。團隊已經對非人靈長類、犬類開展研究，未來還將應用在豬等實驗動物上。

據了解，目前團隊已經收到了國內外20多家科研機構的合作和採購意向。該技術涉及的兩項專利已經授權轉化，設備已經投入批量生產。

中國科學院院士、浙江大學教授段樹民評價道，這一成果部分填補了現有行為學分析的短板，有望對研究精神疾病和情緒障礙的發作機制，以及各種治療手段的臨床前研發測試提供重要手段。

深圳先進院劉楠和韓亞寧為共同第一作者，王立平和蔚鵬飛為共同通訊作者。

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