Caracterização e estudo biológico e computacional de forma, comportamento e comunicação em seres vivos

Este subprojeto dedica-se ao estudo da forma e do comportamento de indivíduos isolados ou em grupos, colônias ou populações, sob o ponto de vista biológico e computacional. O estudo do comportamento apóia-se em uma base experimental intensa e envolve também grande esforço analítico. A componente computacional do estudo envolve a automação desejável nas partes experimental e analítica, bem como a construção de modelos computacionais com o objetivo de simulação e predição. Também considera o estudo de métodos de controle do comportamento apoiados em computação.

A coleta de dados é fundamental no estudo do comportamento e demanda em geral um grande trabalho de observação contínua. Pode considerar um indivíduo isolado, agrupamentos ou colônias de indivíduos de uma mesma espécie e ainda situações envolvendo mais de uma espécie ou uma variedade maior de seres. Os principais dados de observação do comportamento consistem em dados visuais e dados sonoros. Os dados visuais caracterizam a movimentação e as ações realizadas pelos sujeitos. Os dados sonoros caracterizam as atividades de sinalização e comunicação sonoras. Outras variáveis resultantes do comportamento ou ambientais serão medidas, porém o foco deste trabalho concentra-se em dados obtidos por meio de registros em vídeo e sonoros. A aquisição das demais variáveis será investigada por outro sub-projeto, dedicado à instrumentação.

A automatização parcial ou em larga escala da coleta de dados propicia melhora da qualidade dos dados adquiridos, eliminando variações de julgamento e possibilitando o aumento do volume de medições. Isso se torna ainda mais crucial quanto à monitoração do comportamento, que em geral demanda grande trabalho que pode ser economizado com o emprego de monitoração automática ou semi-automática, via vídeo. Além disso, mantendo-se o registro da atividade em vídeo, torna-se possível realizar novas medições posteriores sobre um mesmo histórico de comportamento. O mesmo pode-se dizer dos registros de som. Um aspecto interessante na coleta automática refere-se à detecção de eventos. Trata-se de uma área ainda pouco explorada para fins biológicos, mas que tem grande interesse para a diminuição dos tamanhos dos registros, concentrando-se em segmentos de maior interesse na atividade observada. Também é interessante para a indexação de bases de dados e poderá contribuir com outro subprojeto focalizado na modelagem de dados.

Do ponto de vista analítico, a interação entre biologia e computação oferece duas possibilidades: primeiramente, a de automatização dos procedimentos de análise de dados, com vistas à inferência de modelos empíricos ou constatação de teses experimentais; além disso possibilita a formulação de modelos teóricos com base em simulação, através da construção de modelos computacionais e verificação através de inferência a posteriori ou confirmação experimental de predições.

Um outro aspecto a ser explorado através da modelagem e simulação computacional de sistemas biológicos é o de controle do comportamento, realizado através da manipulação de fatores do ambiente ou de estímulos projetados. Essa é uma área nova que poderá produzir contribuições à conservação e aproveitamento do meio ambiente e da biodiversidade.

O estudo envolve a caracterização dos indivíduos do ponto de vista morfológico, com o intuito de servir de apoio à taxonomia de forma e também visando a produção de modelos adequados para rastreamento dos espécimes individuais em observações do comportamento realizadas de modo automático.

Pesquisadores

  • Anna Helena Reali Costa
  • Vera Lúcia Imperatriz Fonseca
  • Tiago Maurício Francoy
  • Neiva Guedes
  • Emilio Del Moral Hernandez
  • André Riyuiti Hirakawa
  • Michael Hrncir
  • João Eduardo Kogler Jr
  • Cristina Yumi Miyaki
  • Vítor Heloiz Nascimento
  • Miguel Arjona Ramírez
  • Ricardo Luis de Azevedo Rocha
  • Jaime Simão Sichman
  • Antonio Mauro Saraiva