Phân tích dữ liệu quay bánh xe hamster


8

Trước khi đăng câu hỏi này, tôi đã duyệt qua các câu hỏi khác trên Stack này và đây có lẽ sẽ là một cuộc dạo chơi trong công viên cho bất cứ ai đọc nó! Nhưng mô tả của Stack này bao gồm phân tích dữ liệu và trực quan hóa, vì vậy tôi hy vọng nó ở đúng nơi!

</ preapology>

Tôi đang sử dụng Raspberry Pi với nam châm và cảm biến sậy để ghi lại những gì hamster của tôi gặp phải vào ban đêm. Pi ghi lại mỗi vòng quay như sau:

2014-09-04 00:20:04.987819,1
2014-09-04 00:20:16.219891,2
2014-09-04 00:20:17.260086,3
2014-09-04 00:20:20.031204,4
2014-09-04 00:20:20.907755,5
...

Đó là khi cần làm một cái gì đó với dữ liệu mà tôi muốn giúp đỡ. Đây là một ví dụ về phân tích hàng ngày mà Pi tạo ra:

Chào ba yêu!

Đêm qua, tôi đã ngồi vào bánh xe lúc 00:20 và xuống giường lúc 04:51 (dĩ nhiên là nghỉ rồi!). Lần nghỉ dài nhất của tôi khỏi bánh xe là trong 26 phút từ 03:05 - 03:31.

Trong 4 giờ 31 phút, tôi đã đi vòng quanh bánh xe 11,903 lần! Vì bánh xe có đường kính 18cm, điều này có nghĩa là tôi đã đi được 18π⋅11903 / 100 6.731 mét. Đó là 4.18 dặm!

Bánh quy tình yêu x

Tôi cũng đã tạo ra một biểu đồ đơn giản của dữ liệu, trông như sau:

Biểu đồ vòng quay bánh xe hamster so với thời gian

Tôi cũng đã nghĩ đến việc chia nhỏ hàng giờ để xem anh ấy hoạt động nhiều lần nhất.

Với kiến ​​thức thống kê không tồn tại của tôi, đó là tất cả những gì tôi có thể nghĩ ra. Có điều gì khác tôi có thể làm? (Xét về cả phân tích và hình dung). Nếu nó yêu cầu thu thập dữ liệu bổ sung, điều đó tốt.

Đã chỉnh sửa để hiển thị bắt đầu theo dõi thư pháp

Bắt đầu theo dõi thư pháp


1
Điều này có thể lạc đề nhưng nghe có vẻ là một dự án thú vị! Từ số vòng quay của bánh xe, bạn có thể ước chừng số lượng động vật bị đốt cháy. Sau đó, bạn có thể ghép dữ liệu này với một hộp đựng thức ăn có cảm biến trọng lượng để tính toán lượng calo cần dùng. Nếu lượng calo tiêu thụ> lượng calo tiêu tốn, có lẽ bánh quy sẽ tăng cân.
Zhubarb

@Andy - cảm ơn. Tôi đoán rằng tôi đã quá hào hứng với những nụ cười.
Matt Duffin

@Zhubarb - đó là một ý tưởng tuyệt vời. Mặc dù tôi không nghĩ rằng tôi muốn đưa anh ấy vào buồng trao đổi chất để có được đường cơ sở cho lượng calo trên mỗi vòng quay! Tôi sẽ thực hiện tìm kiếm trực tuyến để xem có bất kỳ tài liệu tham khảo nào cho việc đó không.
Matt Duffin

+1 dự án thú vị! Tốc độ có vẻ ổn định đáng kể, tuy nhiên có lẽ thật tuyệt khi tính tốc độ qua đêm cao nhất (bằng cách tìm thời gian quay thấp nhất, hoặc có thể là thời gian thấp nhất trong 10 lần quay liên tiếp) và báo cáo nó. Cùng với tốc độ trung bình có thể.
amip

Yêu nó - mặc dù đạo hàm đầu tiên ('vòng / phút') có vẻ thú vị hơn nhiều so với quãng đường đi được dưới dạng số tích lũy.
tedder42

Câu trả lời:


8

Trong phòng thí nghiệm, điều này rất thường được thực hiện để nghiên cứu nhịp sinh học (tức là ~ 24 giờ).

Nếu bạn có thể ghi lại hoạt động trong thời gian dài (giả sử một vài ngày), bạn có thể thực hiện một số phân tích định kỳ.

Đại diện thông thường của loại dữ liệu này là biểu đồ, cũng cho phép bạn xem liệu có sự khác biệt giữa các ngày.
Trong ví dụ này sau ngày 8, chuột được đặt trong bóng tối liên tục và, như bạn có thể thấy, mặc dù nhịp điệu luôn ở đó, nó rút ngắn tiết lộ cái thường được gọi là "nhịp chạy tự do".
Lưu ý rằng hình ảnh này là đặc biệt sạch sẽ. Đôi khi bạn có hoạt động trong ngày!

Actogram

Từ: Đo phản ứng tuần hoàn và ánh sáng cấp tính ở chuột bằng hoạt động của bánh xe - LeGates và Altimus, JOVE 2011

Bài viết này giới thiệu rất hay về cách phân tích dữ liệu chạy bằng bánh xe:

Hướng dẫn phân tích hành vi chạy bánh xe sinh học ở loài gặm nhấm trong các điều kiện ánh sáng khác nhau - Jud et al. Thủ tục Biol trực tuyến. 2005

Bạn cũng có thể thực hiện một số phân tích tần số, ví dụ bằng cách sử dụng biểu đồ chi bình phương.
Xem: Biểu đồ chi vuông: tiện ích của nó để phân tích nhịp sinh học. - Sokolove và Bushell, J Theor Biol. 1978 (xin lỗi, đằng sau một bức tường trả tiền, nhưng cũng xem các ref ở đây )

Một điều bạn có thể làm là để xem liệu những nhịp điệu này có thay đổi trong tuần hay không. Chẳng hạn, tôi cho rằng bạn thức dậy muộn hơn (và tạo ra ít tiếng ồn hơn) vào cuối tuần.
Điều đó có ảnh hưởng đến sự kết thúc của hoạt động chạy bánh xe?
Nhịp điệu có thay đổi giữa mùa hè và mùa đông không?

Ngoài ra, nếu bạn gắn camera vào hệ thống, bạn có thể thực hiện một số theo dõi chuyển động. Dưới đây là một ví dụ về "theo dõi hamster" bằng Python và OpenCV .


Này @nico. Sẽ mất một thời gian để xem qua tất cả các liên kết bạn đã đăng, nhưng tôi muốn nói lời cảm ơn vì một câu trả lời tuyệt vời! Tôi đã bắt đầu viết thư và chỉnh sửa bài viết gốc của mình để hiển thị biểu đồ của một vài ngày. (Thứ tư ngắn hơn các ngày khác vì đó là ngày đầu tiên và tôi đã không bắt đầu ghi âm cho đến khoảng 00:20; khi tôi có nhiều điểm dữ liệu, tôi sẽ xóa nó). Khi ngày trở nên ngắn hơn, sẽ rất thú vị để xem liệu các dòng bắt đầu dịch chuyển sang trái.
Matt Duffin

5

Những câu hỏi bạn sẽ hỏi về dữ liệu?

  • Hamster đã dành bao nhiêu thời gian cho bánh xe đêm qua?
  • Nó dài hơn hay ngắn hơn đêm trước đó?
  • Có ngày nào trong tuần mà hamster chạy lâu hơn trên bánh xe không? Ví dụ, một con chuột lang có một ngày trong tuần hoặc ngày cuối tuần% ^)?
  • Trung bình, hamster ở trên bánh xe kéo dài bao lâu?
  • Có loại thực phẩm khác nhau ảnh hưởng đến thời gian hamster dành cho bánh xe?
  • Các hoạt động của tôi có thay đổi hành vi bánh xe của hamster không?

Tất cả những điều này sẽ đề xuất các loại lô khác nhau. Tổng hợp thời gian trên bánh xe theo ngày, âm mưu qua ngày.

Xem http://journal.r-project.org/archive/2013-1/hofmann-unwin-cook.pdf để biết cách vẽ dữ liệu theo những cách khác nhau để khám phá những điều khác nhau, trả lời các câu hỏi khác nhau. Một cốt truyện gần như không bao giờ là đủ.


+1 Tôi thực sự đánh giá cao điều này, câu trả lời đầu tiên của bạn ở đây, vì nó tập trung vào các câu hỏi hơn là công nghệ. Cảm ơn bạn đã tham gia với chúng tôi!
whuber
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.