Structure des interactions dans le Metaverse animal

Pour obtenir une compréhension complète du comportement, il est impératif de comprendre comment les individus adaptent leurs réponses à l'environnement. Chez de nombreuses espèces animales, la vision est cruciale dans l'acquisition et le traitement des informations extérieures.   Les informations sur l'espace sont alors directement disponibles pour les individus à travers la lumière qui éclaire l'environnement. Les yeux sont alors analogues à des dispositifs permettant la formation d'une image sur la rétine et le champ visuel correspond à la portion de l'environnement visible par l'œil de l'observateur. L'ensemble des informations visuelles est alors contenu dans la projection sphérique du champ visuel à la position des yeux. L'intégration de ces informations permet aux animaux de se déplacer de manière appropriée dans leur environnement.

En raison de la nature géométrique de la vision, c'est-à-dire la projection de l'environnement, elle semble être un bon point de départ pour explorer la relation entre les informations sensorielles et le comportement émergent. Comment les informations contenues dans la  rojection du champ visuel sont-elles intégrées par l'individu pour contrôler son mouvement ? Peut-on extraire les contraintes comportementales qui sont associées à différents niveaux de complexité de l'environnement visuel ?

L'étude que nous proposons se concentrera sur le développement parallèle d'un système intégré pour la RV et d'un cadre théorique pour l'analyse systématique des interactions avec les objets virtuels. L'idée derrière la réalité virtuelle (RV) est d'immerger les individus dans un environnement artificiel recréé numériquement qui leur permet de contrôler et de remplacer les informations que ces individus perçoivent dans leur champ visuel. La RV apparaît comme un outil idéal pour contrôler l'environnement perceptif des individus tout en étudiant leurs
comportements. Un moteur de jeu vidéo permet un contrôle dynamique et interactif d'une scène composée d'objets virtuels et produit ainsi l'illusion d'objets 3D dans l'espace.

Des cartes comportementales peuvent être construites de manière continue et exhaustive, en fonction de la taille des objets présentés, de leurs formes, de leurs couleurs, de leurs vitesses, de leurs réponses interactives, ainsi que de leur nombre. L'un des avantages des stimuli contrôlés par la RV est la possibilité de tester en continu des paramètres spécifiques. Il est possible de projeter un objet virtuel et de fournir des résultats pour différentes tailles d'objets virtuels. En testant en continu plusieurs paramètres (mouvement, délai et  apparence), nous pouvons établir une carte des interactions entre un individu et un objet virtuel.  Certaines de ces interactions sont continues, tandis que d'autres peuvent présenter une discontinuité, mettant potentiellement en évidence différentes formes de réactions comportementales. La  cinématique de l'interaction d'un individu avec un objet donne une gamme étendue mais limitée de paramètres. Une exploration systématique de ces paramètres est possible. En poursuivant mes travaux sur les modèles de mouvements basés sur la vision, il sera alors possible de démêler les représentations sous-jacentes d'un individu.

Références:

Stowers, J. R., Hofbauer, M., Bastien, R., Griessner, J., Higgins, P., Farooqui, S., ... & Straw, A. D. (2017). Virtual reality for freely moving animals. Nature methods, 14(10), 995-1002.

Bastien, R., & Romanczuk, P. (2020). A model of collective behavior based purely on vision. Science advances, 6(6), eaay0792.

Naik, H., Bastien, R., Navab, N., & Couzin, I. (2019). Animals in virtual environments. arXiv preprint arXiv:1912.12763.

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