Nouveau jeu de données révèle les comportements des suricates au zoo

Enregistrer le comportement animal, c'est super important pour voir comment ils vont et apprendre plus sur la nature. En ce moment, les méthodes pour observer le comportement des animaux dans les zoos, comme l'échantillonnage par scan, demandent beaucoup d'efforts humains, ne peuvent pas surveiller 24h/24, et peuvent être biaisées par les humains. Il y a quelques ensembles de données sur le comportement animal, surtout sur les animaux sauvages, mais il y a pas mal de lacunes sur le comportement de groupe chez les animaux de zoo.

On a créé un nouvel ensemble de données vidéo qui se concentre sur les suricates, avec différents types de comportements, surtout les interactions de groupe. Cet ensemble contient des vidéos de deux angles de caméra dans l'enclos de suricates au zoo de Wellington en Nouvelle-Zélande. On a 848 400 images étiquetées pour diverses actions de suricates, en plus de 15 vidéos non étiquetées.

Utiliser la vision par ordinateur, c'est une méthode intelligente pour surveiller les animaux sans les déranger, contrairement aux colliers GPS ou aux méthodes traditionnelles qui demandent beaucoup de travail manuel. Avec l'avancée de la technologie, on voit un besoin pour un meilleur logiciel qui puisse identifier des comportements intelligents chez les animaux à partir de vidéos. Notre nouvel ensemble de données offre une grande variété de comportements de suricates, définis par des experts.

Les suricates sont des animaux sociaux qu'on trouve en Afrique du Sud. Leurs groupes peuvent être très grands, allant de deux à cinquante membres. Dans ces groupes, il y a une structure sociale stricte. Une paire dominante se reproduit généralement pendant que les autres adultes aident à s'occuper des jeunes. Les suricates montrent plein de comportements sociaux, comme garder les petits, se battre en jouant, se toiletter et se blottir ensemble. Ils peuvent aussi avoir des actions plus complexes comme des conflits menant à un membre mis à l'écart ou à des réponses face à des menaces.

Étudier le comportement animal est crucial pour bien gérer les animaux de zoo. Le zoo propose un environnement contrôlé pour que les chercheurs voient comment les animaux agissent. Les ensembles de données précédents ont examiné différents animaux et comportements, mais la plupart ont été rassemblés avec des caméras de faune en dehors des zoos. Il y a un manque d'ensembles de données qui se concentrent sur le comportement animal dans des environnements de zoo.

Les milieux de zoo sont différents de la nature ; ils ont un nombre fixe d'animaux, plus de comportements répétés, et offrent des vues complètes de l'enclos. Cet ensemble de données vise à aider à identifier les comportements des suricates dans les zoos. On a suivi les suricates dans le champ de la caméra, classant leurs actions sur quatre heures de vidéo. On a aussi 15 vidéos supplémentaires pour soutenir les modèles d'apprentissage.

#Collecte de données

Deux caméras GoPro® Max ont été placées à l'arrière de l'enclos des suricates. Une caméra faisait face à un monticule de termites, tandis que l'autre surveillait la zone de recherche de nourriture et l'entrée. Ces endroits étaient ceux où les suricates passaient le plus de temps. Le monticule est un endroit populaire pour le comportement de sentinelle, où les suricates gardent un œil sur les lieux. La zone de recherche est généralement animée pendant les repas, car les suricates cherchent de la nourriture cachée sous l'écorce. Ils se rassemblent aussi à l'entrée lorsqu'ils s'attendent à voir des gardiens de zoo.

On a collecté des vidéos en octobre et novembre 2022, choisissant des jours avec un temps clair pour une meilleure visibilité. On a pris des vidéos à des intervalles de douze minutes et filtré les clips avec des visiteurs du zoo. Les vidéos intéressantes avec beaucoup de suricates et d'interactions sociales ont été sélectionnées pour une étude plus approfondie. Une petite équipe a ensuite étiqueté ces clips en utilisant un outil informatique spécifique tout en floutant les caractéristiques humaines identifiables pour protéger la vie privée.

Dans notre ensemble de données, on a identifié deux types de suricates : les adultes et les petits. Pendant notre collecte de données, quatre petits suricates sont nés, et même s'ils étaient souvent cachés dans les vidéos, on a quand même étiqueté leurs positions par rapport aux adultes. Quand les petits sont présents, les adultes se comportent généralement différemment ; ils se regroupent autour d'eux pour les toiletter. Pour s'assurer que l'étiquetage était précis, chaque vidéo a été vérifiée par différentes personnes pour repérer d'éventuelles incohérences ou erreurs d'annotations. Les différences dans la compréhension des comportements par les annotateurs ont été notées et ajustées grâce à des vérifications supplémentaires.

C'est pas facile d'identifier avec précision les suricates individuels. Les méthodes précédentes incluaient des marques ou des teintures, mais on n'a pas pu distinguer les suricates individuels dans nos vidéos. Cependant, on a suivi les suricates tant qu'ils étaient visibles à l'écran, sachant qu'il y avait neuf mâles adultes, six femelles adultes et quatre jeunes pendant notre collecte.

#Ethogramme comportemental

Un comportement clé chez les suricates est la vigilance, où ils se tiennent droits pour scruter les menaces pendant que d'autres font différentes activités. Ils prennent des tours pour veiller sur les autres, utilisant souvent des sons pour signaler le danger. La vigilance peut être classée de différentes manières. Par exemple, les suricates peuvent se tenir debout avec leurs pattes au sol pour regarder, s'asseoir sur leurs pattes arrière, ou se tenir sur la pointe des pieds pour mieux voir. Quand un suricate fait le guet, c'est ce qu'on appelle le comportement de sentinelle. Les suricates qui gardent sont généralement ceux avec des traits spécifiques comme une meilleure santé ou un rang plus élevé dans le groupe.

Voici quelques comportements qu'on a suivis :

• Porter un petit
• Être assis ou debout haut
• Interagir avec un objet
• Interagir avec un humain
• Interagir avec un petit
• Être assis ou debout bas
• Garder en hauteur

Les comportements d'intérêt ont été organisés de manière à faciliter leur catégorisation plus tard. Chaque comportement est distinct, ce qui signifie qu'un suricate ne peut montrer qu'un seul comportement à un moment donné. Cette liste était basée sur des études précédentes et ajustée selon nos observations.

Dans notre ensemble de données, il y a plus de 4,1 millions d'annotations de suricates à travers 848 400 images, montrant une moyenne de 4,9 suricates par image. Ce n'est pas le nombre total de suricates présents, car quatre petits sont nés pendant notre collecte. Donc, nos estimations ne couvrent pas chaque action de tous les suricates tout au long de la journée, car seule une partie était visible. De plus, les vidéos choisies mettaient en avant des comportements actifs ; donc, certains comportements plus discrets pourraient ne pas être représentés avec précision.

Parmi les comportements les plus courants captés, la recherche de nourriture a pris environ un tiers de leur temps, et les actions de vigilance environ un cinquième. Les activités sociales comme les combats ludiques et le toilettage étaient moins fréquentes, représentant moins de 1,5 % de leur temps.

Observer les petits a changé la distribution des comportements car leur présence affectait les actions des adultes. Par exemple, on a vu un adulte porter un petit et s'arrêter pour laisser les autres interagir, créant un groupe autour du bébé. On a aussi noté des suricates creusant ensemble et se rassemblant près de l'entrée de l'enclos lorsque les gardiens du zoo arrivaient.

#Conclusion

Notre ensemble de données est un outil précieux pour apprendre sur les comportements sociaux des suricates dans un zoo. Il met non seulement en avant des comportements communs mais aussi des actions moins fréquemment vues impliquant des jeunes. Les futurs travaux se concentreront sur l'utilisation de cet ensemble de données pour détecter automatiquement les comportements sociaux chez les suricates et d'autres animaux, et développer des modèles pour expliquer les interactions animales complexes.

Cet ensemble de données vise à améliorer la recherche sur le comportement animal en fournissant des insights plus profonds sur leurs actions et structures sociales. En comprenant ces comportements, on espère créer de meilleurs modèles qui représentent comment les animaux interagissent et la raison derrière leurs actions.