基于加速度计数据对动物园欧亚水獭行为活动进行分类的研究

《Animal Biotelemetry》：Glue-on tri-axial accelerometers code for different behaviours in Eurasian otters (Lutra lutra)

　　

摘要

刻画物种的日常行为活动对于理解其生物学特性及其在生态系统中的相互作用至关重要。行为活动可以通过测量身体姿势和基于运动的能量消耗代理指标的加速度计来推断。欧亚水獭（Lutra lutra）是行踪不定且隐秘的动物，在野外难以观察。此外，它们高度灵活且机敏，这表明使用附着在动物身上的加速度计来确定其行为可能具有挑战性。在本研究中，我们的目标是对动物园中人类照料的水獭携带的加速度计数据中的行为活动进行分类。我们将一个三轴加速度计（采样率 25 Hz）粘贴在三只成年雄性欧亚水獭的毛发上。我们对每只标记后的水獭进行了 4-5 天的观察，并使用摄像机和目视观察记录其行为。通过将视觉行为观察与加速模式相结合，我们训练了一个极端梯度提升模型，根据加速度对跟踪期间的 13 种行为进行分类。当用于模型未见过的行为事件时，该模型预测行为活动的总体准确率为 53.6%（F1 = 0.506，召回率 = 0.536，精确率 = 0.538）。然而，模型在不同行为之间的性能差异很大，特别是静止行为往往无法清晰区分彼此。将静止行为（如厕行为除外）分组，将准确率提高到了 68.2%（F1 = 0.66）。通过使用更多的胶水改善附着方法以延长标签佩戴时间，该方法具有巨大潜力，能够获得关于野生欧亚水獭行为和能量生态意义的新型理解。特别是与空间位置结合，我们应该能够回答野生欧亚水獭“什么”、“哪里”、“何时”和“如何”分配它们的活动。了解野生欧亚水獭的行为、空间移动和栖息地使用预计对于这一易危物种的保护和管理具有重要意义。