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LoliTrack 动物视频跟踪和行为分析系统
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- LoliTrack
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北京易科泰生态技术有限公司成立于2002年，为中关村高新技术企业，致力于生态-农业-健康研究监测技术推广、研发与服务，特别是在光谱成像技术（高光谱成像技术、叶绿素荧光成像技术、红外热成像技术、无人机遥感等）、植物表型分析技术、呼吸与能量代谢测量技术等方面，与专业企业PSI、Specim、Sable等合作，致力于植物科学、土壤与地球科学、动物能量代谢、水体与藻类及生态环境领域先进仪器技术的引进推广和技术研发集成，为植物/作物表型分析、生态修复及生态保护、能量代谢测量等提供规划设计、技术方案与系统集成、技术咨询与科技服务。公司技术团队80％以上具备硕士或硕士以上学位，并与*研究生院、中科院植物研究所、中科院动物所、中科院地理科学与资源研究所、中国农科院、中国林科院、中国环科院、中国水科院、清华大学、中国农业大学、北京林业大学、北京大学、中国海洋大学、陕西师范大学、内蒙古大学等建立了长期的技术合作交流关系。
公司下设有叶绿素荧光技术与植物表型业务部、EcoTech®实验室、光谱成像与无人机遥感事业部及无人机遥感研究中心（与陕西师范大学合作建立）、动物能量代谢实验室、内蒙古阿拉善蒙古牛生态牧业研究院及青岛分公司。实验室拥有叶绿素荧光成像、叶绿素荧光仪、水体藻类荧光仪、SPECIM高光谱仪、WORKSWELL红外热成像仪、EasyChem全自动化学分析仪、MicroMac1000水质在线监测系统、ACE土壤呼吸自动监测系统、SoilBox便携式土壤气体通量测量系统、动物呼吸测量系统、LCpro 光合作用测量仪、Hood土壤入渗仪、年轮分析仪等各种仪器设备，可以进行实验研究分析、实验培训等，欢迎与易科泰生态研究室开展合作研究。
易科泰公司与欧洲PSI公司（叶绿素荧光技术与表型分析技术）、美国SABLE公司（动物能量代谢技术）、欧洲SPECIM公司（高光谱成像技术）、欧洲WORKSWELL公司（红外热成像技术）、欧洲ATOMTRACE公司（LIBS元素分析技术）、欧洲BCN无人机遥感中心、欧洲ITRAX公司（样芯密度扫描与元素分析）、美国VERIS公司、英国ADC公司、德国UGT公司、欧洲SYSTEA公司等著名生态仪器技术领域的研发机构和厂商建立了密切的合作关系，在FluorCam叶绿素荧光成像与荧光测量技术、PlantScreen植物表型分析技术、高光谱成像技术、红外热成像技术、光合作用与植物生理生态研究监测、土壤呼吸与碳通量研究监测、动物呼吸代谢测量、水质分析与藻类研究监测、CoreScanner样芯密度CT与元素分析技术、LIBS元素分析技术、无人机生态遥感技术等生态仪器技术及其系统方案集成有着丰富的经验，成为我国农业、林业、地球科学、生态环境研究等领域科技进步的重要研究技术支持力量。由公司研制生产的EcoDrone®无人机遥感平台、SoilTron®多功能小型蒸渗仪技术、SoilBox®土壤呼吸测量技术、PhenoPlot®轻便型作物表型分析系统、SCG-N土壤剖面CO2／O2梯度监测系统、植物生理生态监测技术、动物能量代谢测量技术等，在中科院修购项目、*学科群项目、CERN网络（生态系统监测网络）等项目中发挥重要作用。
“工欲善其事，必先利其器”，易科泰公司将秉承“利其器，善其事”的经营理念，为国内生态-农业-健康研究与发展提供优秀的技术方案和服务。
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详细信息
动物视频跟踪和行为分析系统由高清高帧频工业相机、动物行为分析软件、动物活动室/池等组成。通过录制高质量动物活动视频，并在计算机上使用专业动物行为分析软件对视频中的目标动物进行分析，从而获得目标动物随时间变化的行为轨迹（X坐标和Y坐标；单个动物可做3D跟踪，包括X、Y、Z坐标），进而自动计算获得数十种动物行为学的参数。可用于单目标动物行为观测分析和多目标动物行为观测分析，可以对多孔板中的动物、迷宫、野外开阔区域、鱼缸（池）、动物笼舍中的动物如昆虫、鱼类、爬行类、啮齿类或其他动物及野外动物的行为视频进行分析。结合动物呼吸测量，可同步化监测动物行为与呼吸代谢。
功能配置
1.USB3.0或USB2.0彩色摄像头：根据研究动物的种类、研究内容和目的可选配不同的USB摄像头及光学镜头
2.动物行为观测分析软件LoliTrack5
3.红外光板（选配）：用于室内透明鱼缸等的红外照明，可提高反差，模拟黑暗环境
4.动物活动室/池（选配）：定制化动物行为观测室或观测池
技术指标
1.动物行为观测分析软件可观测分析：
位置坐标（包括前、后、中线中心、重心）
移动距离
速度和速率
加速度
移动方向
取向
身体弯曲（如摆尾频率、身体摆动）
移动方向和取向变化速率
活动/非活动时间和比例
选区花费时间和比率
动物到选区中心的距离
个体间距离（IID）
距选区中心距离
2.所有参数都能够从单个动物体、动物群体（处理组）或者用户自定义区域（还可统计区域停留时间和访问次数等）中计算获得。
3.动物行为观测分析软件具备多种基于反差法和背景减除法的过滤功能。
4.可以在单个竞技场内跟踪多个动物，即使动物具有相同（或不同）的形状，颜色和大小，可以遮挡处理（如碰撞或交叉路径），以及可以将动物识别隐藏或移出视线应用。如果需要，可以轻松识别和更正任何跟踪错误。
5.软件可识别跟踪多个身体点（质心、头、中线中心、尾），用于运动学研究（如尾拍频率、身体振荡等）或特定行为（倾向或运动方向，转弯速度等）。
6.软件兼容大部分相机和视频格式，可以在一个或多个竞技场中跟踪任何形状或大小的生物体。具备视频录制和编辑工具，图形、热图，并可以导出带有数据叠加的视频或图像文件或具有用户定义输出的Excel数据文件。用户可以挑选出单个动物进行跟踪和分析，而不必跟踪所有动物。可以省略或包含用户定义的时间间隔以进行跟踪。
7.通过两个摄像头或文件（立体技术），软件可对空气中或水中的焦点动物进行真正的3D视频跟踪，同时考虑到空对水光的透射。轨迹的数字3D模型可以以不同的格式导出，以便在其他软件包中进一步可视化或分析。
8.其他应用包括在 24 孔、48 孔或 96 孔微量滴定板中跟踪生物体，以快速筛选活性水平或运动（例如，用于毒理学或生物医学测定）。可以添加用户定义的处理方法来帮助进行统计分析。
9.可以应用任意数量的用户定义的兴趣区域，以便以自动方式对进出这些感兴趣区域的行为进行评估。
10.USB彩色高分辨率数码摄像系统：
USB3.1彩色高清高帧频工业摄像机：紧凑设计，分辨率2592 x 1944 (5.04 MP)，帧率48FPS，芯片尺寸1/2.5" (5.702 mm x 4.277 mm)，重量33g。包括USB数据线、三脚架适配器、壁挂式支架安装。
高品质定焦镜头：可选配6mm、8mm、12mm、16mm、25mm、50mm焦距可选。
红外光板：大小25×11cm至113cm×51cm共5种尺寸可选，波长850nm。
11.可同时选配动物能量代谢测量及微型植入式体温心率监测。
应用案例
1.Jodi等人研究了升高CO2浓度水平对微鳍乌贼（I. pygmaeus）同种导向行为和活动水平的影响，发现CO2升高通过多种机制改变行为，在CO2升高时，不同行为特征的变化具有不同的机制（见下图）。CO2升高可能导致神经系统内的一系列变化，包括但不限于GABA-，Glu-，ACh和DA门控Cl−通道以及可能的GABA门控阳离子通道的功能改变。由于不同的神经回路产生不同的行为，只有神经系统中的一些CO2诱导的变化可能导致特定行为特征的改变。其中个体的行为分析便是使用了视频跟踪的方法，首先将动物暴露在大气CO2水平 (∼450 µatm) 或(∼1000 µatm)下，然后沿着镜子选定一个3厘米宽的区域A，借助动物行为观测分析软件分析了乌贼在A区域花费时间和访问次数，以及活动时间、移动总距离和平均速度。
2.C. Dye等人使用风洞系统和动物视频跟踪和行为分析系统研究了暴露于挥发态和液体喷剂中的炔丙菊酯的飞行行为差异，发现液体喷剂能够显著增加蚊子的飞行次数、转向率、平均移动速率和飞行速率，杀蚊效率高。而挥发态的炔丙菊酯对蚊子飞行行为的影响与对照组并无差异。
参考文献：
1.Dye-Braumuller K C, Haynes K F, Brown G C. Quantitative analysis of Aedes albopictus movement behavior following sublethal exposure to prallethrin[J]. Journal of the American Mosquito Control Association, 2017, 33(4): 282-292.
2.Jodi T. Thomas, Blake L. Spady, Philip L. Munday, Sue-Ann Watson; The role of ligand-gated chloride channels in behavioural alterations at elevated CO2 in a cephalopod. J Exp Biol 1 July 2021; 224 (13): jeb242335.
产地：欧洲
