Investigação do comportamento visual de algumas aranhas saltadoras em termos de micromovimentos

• Main Author: Ushizima, Daniela Mayumi
• Other Authors: Costa, Luciano da Fontoura
• Format: Others
• Language: pt
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2000
• Subjects: Instrumentação e experimentos em visão de invertebrados; Not available; Processamento de sinais biológicos; Psicofísica
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-27112014-171022/

A pesquisa em sistemas de visão artificial pode abordar tanto modelos puramente matemáticos quanto buscar inspiração em sistemas biológicos. Como o ser vivo contém as \"respostas\" em suas estruturas neurais de como desempenhar o sentido da visão, é coerente a investigação deste para elaboração de projetos em visão cibernética. O invertebrado terrestre de melhor visão, a aranha saltadora (Salticidae), é capaz de perceber e diferenciar formas, tamanhos e cores dos estímulos visuais, bem como o movimento destes em termos de velocidade e orientação. Nessa dissertação busca-se caracterizar e quantificar essa percepção por meio de uma metodologia para aquisição e análise de sinais biológicos, considerando tanto uma instrumentação para fisiologia não-invasiva quanto respostas das aranhas a estímulos visuais. Trata-se de uma nova abordagem com características melhoradas no que se refere a consumo de tempo e objetividade na realização de experimentos psicofísicos, o que vem a complementar os estudos comportamentais por observação humana realizados por Forster [Forster, L.M., (1985), Target discrimination in jumping spider (Araneae: Salticidae), In: Neurobiology of Arachnids (ed. by F.G.Barth), 249-272, Springer-Verlag]. Projetou-se um programa em Delphi® para gerenciamento dos experimentos por computador, o qual controla as estimulações, apresentando imagens, enquanto medidas de micromovimentos do corpo e/ou apêndices são capturadas, através de um aparato que se assemelha a um \"estetoscópio para invertebrados\", pois capta batimentos cardíacos (micromovimentos específicos). Essas medidas são gravadas para processamento por rotinas desenvolvidas em Matlab (filtragens, correlações entre estímulos e sinais captados, visualizações do sinal no domínio do tempo e freqüência, histogramas de ciclos de batimento, etc.), procurando as relacionar à percepção de padrões da aranha. A abordagem psicofísica da corrente dissertação é original e representativa uma vez que o estudo do comportamento visual da Salticidae restringiu-se, principalmente, a métodos observacionais. Confirmou-se a sensibilidade da aranha saltadora aos movimentos de estímulos apresentados bem como o reconhecimento de padrões bidimensionais, verificando-se uma variação de freqüência cardíaca não caracterizada meramente em termos de aumento e diminuição === The research on artificial vision can approach as much models purely mathematical as to be inspired on biological systems. Once the living being has the \"answer\" on how to perform the vision in their neural structures, it is consistent to investigate the anatomy, physiology and psychophysics in order to elaborate projects in cybemetic vision. The terrestrial invertebrate possessing the best vision, the jumping spider (Salticidre), is capable of perceiving and discriminating visual stimulus form, size, colors and even the movement in terms of speed and orientation. ln this dissertation, our main objective is spider perception characterization and quantification through an acquisition and analysis methodology, considering both the non-invasive instrumentation for physiology and Salticidre response to visual stimuli. It represents a new approach with improved characteristics over otherwise time consuming and subjective psychophysical experiments, complementing the behavioral studies by human observation, particularly Forster\'s research [Forster, L.M, (1985), Target discrimination in jumping spider (Aranece: Salticidce), In: Neurobiology of Arachnids (ed. by F.G. Barth), 249-272, Springer-Verlag]. The computer aided experiment management (Delphi® designed program) guarantees the presentation of computerized images to stimulation while capturing measures of corporal displacements, using an apparatus that resembles an \"invertebrate stethoscope\", due detects heartbeats (specific micromovements). We process these recorded measures by Matlab designed routines (filtering, correlation between stimuli and captured signals, etc.), looking for relationship between these measures and the spider pattem recognition. The psychophysical core of the current dissertation is original and representative, mainly when the classical behavioral studies are well restricted to observational methods. We affirm the Salticidae sensitivity to the presented stimulus displacements as well as the two-dimensional pattem recognition, beyond to establish a heartbeat frequency variation not described merely in terms of increasing and decreasing