• Save
Molnár Csaba doktori védése
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

Molnár Csaba doktori védése

on

  • 1,540 views

Molnár Csaba doktori védésén elmondott előadása

Molnár Csaba doktori védésén elmondott előadása

Statistics

Views

Total Views
1,540
Views on SlideShare
1,489
Embed Views
51

Actions

Likes
0
Downloads
0
Comments
0

4 Embeds 51

http://molnarcsabairasai.blogspot.hu 45
http://www.slideshare.net 4
http://molnarcsabairasai.blogspot.com 1
http://molnarcsabairasai.blogspot.jp 1

Accessibility

Upload Details

Uploaded via as Microsoft PowerPoint

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

Molnár Csaba doktori védése Molnár Csaba doktori védése Presentation Transcript

  • A kutyák vokális kommunikációja
      • Molnár Csaba
      • Témavezető: Dr. Pongrácz Péter
      • ELTE Etológia Tanszék
  • Irodalmi bevezető
    • Kommunikáció: a vevő viselkedésének módosítása az adó előnyének érdekében (Slater 1985)‏
    • A két kommunikáló fél: az adó, a vevő, és a jel
    • Egy kommunikációs rendszer vizsgálatakor ezért mindhárom elemet vizsgálni kell
    • A vokális kommunikációs jelek egyidejűleg tartalmazhatnak információt a kontextusról, az állat egyedi jellegzetességeiről és belső állapotáról (Hauser 1996)‏
    • Belsőállapot-függés: a madarak és az emlősök általában magas, tonális hangokat adnak „barátságos” és félelmi helyzetekben, és mély, atonális hangokat az agresszív kontextusokban (Morton 1977)‏
  • A kutyafélék vokális kommunikációja
    • Drasztikus különbség a vokális repertoárban: a vadon élő kutyafélék ritkán és kevés kontextusban, a kutyák viszont gyakran és sokféle kontextusban ugatnak (Tembrock 1976)‏
    • A vad kutyafélék ivaréretlen korban többet ugatnak
    • A farkasok felnőttkorban szinte csak területvédelem közben ugatnak
    • Olaszországi elvadult kutyák az ember közvetlen környezetétől távol nem ugatnak (Boitani et al 1995)‏
    • Szelídségre szelektált rókák több generációval később ugatni kezdenek, noha ez a jelleg nem volt célja a szelekciónak (Trut 2001)‏
  • A kutyák hangjainak vizsgálata
    • A 2000-es évekig kevés vizsgálat
    • A korai tanulmányok azt valószínűsítették, hogy az ugatásnak nincsen specifikus kommunikációs funkciója (Cohen & Fox 1977), csak a domesztikáció mellékterméke
    • Viszont az eltérő helyzetekben hallatott ugatások kategorizálhatók, tehát jellegzetes akusztikai paramétereik vannak (Feddersen-Petersen 2000)‏
    • Egyes jellegzetességeikben állandó különbségek vannak szituációk között (Yin 2002)‏
    • Hipotézisként felvetődhet, hogy az ember által kifejtett szelekció az ugatás gyakorivá válására is irányult
  • Célkitűzések, kérdések
    • Az ugatás információtartalmának vizsgálata
      • A kutya-kutya, illetve
      • Az ember-kutya kommunikációban
    • Akusztikailag különbözők-e a különböző helyzetekben, különböző kutyák által kiadott ugatások?
    • E különbségeket felismerik-e az emberek?
    • Illetve felismerik-e a kutyák?
  • Hipotézis
    • Ha az ugatások között akusztikai különbségek vannak, illetve
    • Ha felismerik a kontextusbeli (esetlegesen az eltérő motivációs állapotból fakadó) különbségeket az emberek vagy a kutyák
    • Akkor teljesül annak feltétele, hogy az ugatás többféle információ átvitelére alkalmas kommunikációs rendszer alapját képezze
  • A kutatás irányai
    • Az ugatás komputeres elemzése
    • Az ugatást halló kutyák viselkedési válaszai
    • Az ugatást halló emberek által nyert információk
  • Az ugatás komputeres osztályozása
    • Klasszikus számítógépes elemzés:
      • Előre definiált paraméterek mérése, majd statisztikai próbák az adatokon
    • Gépi tanulás (machine laerning):
      • Az algoritmus a templát alapján „megtanulja” osztályozni az elemeket
    • Ismereteink szerint az első állati vokalizációs vizsgálat ezzel az algoritmussal, így módszertani jelentősége is nagy
  • Az ugatás komputeres osztályozása
    • Gépi tanuláson alapuló algoritmus (Kaplan et al, Sony Computer Science Laboratory, Párizs)‏
    • 6646 vakkantás (14 mudi fajtájú kutya, hat helyzet)‏
    • Két kérdés, feladat:
      • Felismerhetők-e a helyzetek?
      • Illetve az ugató kutyák hangjaik alapján?
  • Módszer
    • 1. klasszikus akusztikai analízis: sok (több mint 150) hangtani paraméter mérése
    • 2. evolúciós algoritmus
      • Minden mért paraméter alapján kategorizáció, a sikeresség alapján fitnesz értéket rendelünk a jellemzőkhöz
      • Evolúciós változásokat (mutáció, a jellemzők kombinálása) indukálunk a jellemzőkben, majd újra fitneszt számolunk
    • Minden generációban kiszelektáljuk a kevésbé sikeres jellemzőket, így végül megkapjuk a kategorizációs feladatra legmegfelelőbb jellemzők készletét
  • Az ugatások felvételi szituációi
    • A kerítés előtt egy idegen férfi jelenik meg
    • Őrző-védő gyakorlat közben
    • Sétához készülődés közben
    • Egy parkban egy fához kötve és magára hagyatva
    • A gazda feltart a kutya előtt egy labdát, a kutya pedig ugatva „kéri” azt
    • A gazda és a kutyája birkózásszerű játékot játszanak
  • Teszt
    • A betöltött hangminták 9/10-ét a módszer kialakítására használjuk, ezeknek ismert az osztályozása (kontextus, egyed)‏
    • A maradék hangmintákon alkalmazzuk a kialakított jellemzőkészletet
    • Egy hangminta besorolásakor a program megkeresi azt a 10 hangmintát az ismertek között, amelyek a leghasonlóbbak hozzá
    • Ezek osztályozása alapján sorolja be az ismeretlent
    • Tízszer ismételtük az egész folyamatot, és kiszámítottuk az átlagos sikerességet
    • A program átlagosan 43 %-os sikerességgel sorolta a megfelelő kontextusba az ismeretlen ugatásokat
      • Az idegen az őrző-védő és a labda helyzetekben magasabb a random algoritmus teljesítményénél
    • A kutyákat 52 %-os sikerességgel azonosította az algoritmus
      • A labda, a kikötve, a séta és a játék helyzetekben felismerhetőbbek az egyedek
    Eredmények
  • A szituációkategorizálás eredménye (Molnár et al 2008)‏
  • Konklúziók
    • A kutyaugatások kategorizálhatók a felvételi kontextusuk és az ugató kutya alapján
    • Minthogy az algoritmus az akusztikus jellemzőket veszi alapul, ez arra utal, hogy az ugatás helyzetek és egyedek szerint hangtanilag különbözik
    • Az idegen és őrző-védő ugatások feltételezhetően hasonlóbbak a kutyák között, a többi ugatás az egyedre hordoz több információt
  • A kutatás irányai
    • Az ugatás komputeres elemzése
    • Az ugatást halló kutyák viselkedési válaszai
    • Az ugatást halló emberek által nyert információk
  • Képesek-e a kutyák különbséget tenni ugatások között?
    • Kérdések:
    • Képesek-e a kutyák különbséget tenni egy egyed különböző szituációkban rögzített ugatásai között?
    • Képesek-e a kutyák különbséget tenni a különböző egyedek ugatásai között?
  • Képesek-e a kutyák különbséget tenni ugatások között?
    • A habituáció-diszhabituáció paradigma (pontosabban familiarizáció, hisz a reakció a legtöbb esetben nem szűnt meg)‏
      • Első fázis: ugyanaz a stimulus háromszor (habituáció)‏
        • Elvárt viselkedés: a válasz amplitúdója csökken
      • Második fázis: egy új stimulus (diszhabituáció)‏
        • Elvárt viselkedés: ha az alany képes megkülönböztetni a két stimulust, akkor a válasz amplitúdója újra megnő
  • A kísérleti paradigma vázlata A viselkedési válasz erőssége idő habituáció „ A” stimulus 1 2 3 4 próbák diszhabituáció „ B” stimulus
  • Módszer
    • Alanyok
      • Különböző fajtájú kutyák, N=90 (kezelt csoportok: N 1,2 =30; kontroll csoport: N=30)‏
    • Stimulusok:
      • 24 muditól rögzített hangok
      • A habituáció alatt nem ugyanazon, hanem különböző, azonos típusú hangfelvételeket használtunk
      • Szituációk :
        • A kutya egy idegen embert ugat a kerítésnél
        • A kutya egy fához kötve, magára hagyatva ugat
    • Mért változó: a hang irányába történő orientáció időtartama
  • A kísérleti helyiség elrendezése
  • A kutya és a gazda elhelyezkedése
  • Első kísérlet: a szituációk megkülönböztetése
    • Egy alany egy kutya különböző időpontokban rögzített ugatásait hallja
    • Kezelt csoport:
      • Háromszor idegen majd kikötve, vagy
      • Háromszor kikötve majd idegen
    • Kontroll csoport:
      • Négyszer idegen vagy kikötve
  • (Molnár et al 2009)‏ Más kontextusú ugatásra adott reakció ** *** * NS NS NS
  • Második kísérlet: az egyedek megkülönböztetése
    • Egy alany két különböző egyed (A és B) eltérő időpontokban, azonos szituációban rögzített ugatásait hallja
    • Kezelt csoport:
      • Háromszor A ugatása majd B ugatása
    • Kontroll csoport:
      • Négyszer A vagy B ugatása
    • A kísérletet idegen és kikötve ugatásokkal is elvégeztük
  • (Molnár et al 2009)‏ Egy másik kutya ugatására adott reakció NS NS NS *** NS ***
  • Konklúziók
    • A kutyák képesek különbséget tenni egy kutya különböző helyzetben hallatott ugatásai között
    • Ugyancsak képesek megkülönböztetni két kutya azonos helyzetben felvett ugatásait
    • Ez utóbbi képességük nem függ az ugatás felvételi helyzetétől
  • A kutatás irányai
    • Az ugatás komputeres elemzése
    • Az ugatást halló kutyák viselkedési válaszai
    • Az ugatást halló emberek által nyert információk
  • Képesek-e az emberek osztályozni az ugatásokat?
    • Minthogy a kutyák gyakrabban ugatnak, mint más kutyafélék, felvetődik, hogy az ugatásnak az emberrel való kommunikációban van szerepe
    • Ahhoz, hogy az ugatás segítségével többféle információ átvihető legyen, az embereknek fel kell ismerniük az ugatásokban rejlő különbségeket
    • Kérdések:
    • Az ugatás alapján képesek-e az emberek osztályozni azokat a felvételi helyzetük szerint?
    • Képesek-e az emberek képet alkotni az ugató kutyák lehetséges motivációs állapotáról?
  • Módszer
    • Alanyok
      • Az előzetes kutyás tapasztalat alapján részt vettek mudis gazdák, más fajtájú kutyák gazdái és olyanok, akik sosem éltek kutyával (N 1,2,3 =12)‏
    • Stimulusok
      • Felvételi szituációk: idegent ugatás, őrző-védő ugatás, séta előtti ugatás, kikötött, magára hagyott ugatás, „labdát kérő” ugatás, játékos ugatás
      • Tíz másodperces szakaszok, minden résztvevő egyedi hangkészletet hall, így csökkentve a pszeudoreplikációt
  • Szituációosztályozás és hangulatértékelés
    • Az első kísérletben az embereknek értékelniük kellett a hallott kutyák motivációs állapotát
      • Ötfokú skálán pontozták, hogy mennyire agresszív, félelemmel teli, kétségbeesett, játékos és vidám a kutya
      • Megvizsgáltuk, hogy függenek-e a kutyáknak tulajdonított emóciók az ugatások szituációitól
      • Illetve az ugatások néhány akusztikai jellemzőjétől
    • Az alanyoknak másodszor a felajánlott hat lehetséges helyzet egyikébe kellett besorolniuk az ugatásokat
      • A teljesítményüket a véletlen választás esetén elvárt találati arányhoz hasonlítottuk
  • Hangulati értékelés (Pongrácz et al 2005)‏ Mudisok
  • Hangulati értékelés (Pongrácz et al 2005)‏ Egyéb kutyások
  • Hangulati értékelés (Pongrácz et al 2005)‏ Nem kutyások
  • A hangulati értékelés és a hangtani jellemzők összefüggése (Pongrácz et al 2005)‏
  • A hangulati értékelés és a hangtani jellemzők összefüggése (Pongrácz et al 2005)‏
  • A szituációk szerinti osztályozás (Pongrácz et al 2005)‏
  • Az egyes helyzetek felismerhetősége (Pongrácz et al 2005)‏
  • Konklúziók
    • Az emberek képesek egyöntetű képet alkotni a hallott kutyák belső állapotáról
    • A véletlennél nagyobb sikerességgel képesek az ugatásokat felvételi helyzetük alapján osztályozni
    • Az eltérő kutyás tapasztalattal rendelkezők sikeressége nem különbözik
    • Hangulati döntésüket a hangtani paraméterek úgy befolyásolják, hogy az beleillik a melegvérű gerincesek általános hangadási jellegzetességeibe (Morton 1977)‏
  • Képesek-e az emberek megkülönböztetni a kutyákat azok ugatása alapján?
    • Az ugatás alapvetően atonális hangadás
    • A tonális hangok tartalmazhatnak több információt a hangot adó egyedi jellegzetességeiről (Owren & Rendall 2002)‏
    • A kutyák és a számítógép mégis különbséget tettek a kutyák között
    • Kérdések
      • képesek megkülönböztetni a kutyákat az emberek is?
      • Függ-e a teljesítményük kutyákkal kapcsolatos tapasztalataiktól? (mudisok, kutyások és nem kutyások összehasonlítása)‏
      • Befolyásolja-e a teljesítményüket a hallott hang akusztikai jellege és a felvételi szituációja
  • Első kísérlet: megkülönböztetés egy-egy vakkantás alapján
    • Stimulus
      • 16 muditól hat helyzetben rögzített hangok
      • Az ugatásokat alacsony és magas tonalitás- illetve frekvenciakategóriákba soroltuk, és azonos arányban játszottuk le
      • A vakkantásokat páronként játszottuk le, a párok vagy ugyanazon vagy különböző kutyák ugatásait tartalmazták
    • Feladat
      • A résztvevőknek (mudisoknak, kutyásoknak és nem kutyásoknak) el kellett dönteniük, hogy ugyanaz vagy különböző kutyák ugattak-e
  • A tonalitás hatása (Molnár et al 2006)‏
  • A frekvencia hatása (Molnár et al 2006)‏
  • Második kísérlet: Megkülönböztetés öt-öt vakkantás alapján
    • Minthogy az első kísérletben az eredmények nem haladták meg a megbízható megközelítés szintjét, a második kísérletben öt vakkantást játszottunk le
    • Stimulus
      • Idegen, labda és kikötve helyzetekben rögzített öt-öt vakkantást tartalmazó sorozatok
      • A vakkantások közötti intervallumot meghagytuk vagy normalizáltuk
    • Vizsgált paraméterek
      • A valós vakkantásközi intervallumok meglétének hatása
      • A felvételi helyzetek hatása
  • A felvételi helyzetek hatása (Molnár et al 2006)‏ a ab b
  • Az intervallumok hatása (Molnár et al 2006)‏
  • A kutyás tapasztalat hatása (Molnár et al 2006)‏
  • Konklúziók
    • Az emberek teljesítménye egyik kísérletben sem haladta meg a megbízható megkülönböztetés szintjét
    • Az idegen helyzetben rögzített ugatásokat hallva mégis némileg jobban teljesítettek az emberek
    • Egy kiegészítő kísérletben a felvételeken hallható kutyák gazdái sem voltak képesek megkülönböztetni az ugatásokat
    • Az eredmények alapján azt valószínűsítjük, hogy az emberek (a kutyáktól eltérően) nem képesek ugatásuk alapján megkülönböztetni a kutyákat, vagy ehhez hosszabb ugatásszekvenciákat kell hallaniuk.
  • Záró konklúziók
    • Az emberek (még a hat-tízéves gyerekek is) képesek képet alkotni a kutyák motivációs állapotáról ugatásuk alapján
    • Ugyancsak képesek helyesen osztályozni az ugatás kontextusát
    • A nem látó embereknek is megvannak e képességeik
    • Az emberek a közhiedelemmel ellentétben nem képesek ugatásuk alapján megkülönböztetni a kutyákat
    • A kutyák képesek az ugatás alapján különbséget tenni két kommunikációs kontextus között
  • Záró konklúziók
    • A kutyák az ugató egyedek megkülönböztetésére is képesek
    • Egy számítógépes algoritmus is képes az ugatások kontextus illetve egyed szerinti osztályozására
    • Ebből következik, hogy az ugatásnak kontextusfüggő és egyedi jellegzetességei is vannak
    • Kimutattuk, hogy teljesülnek azok a feltételek, amelyek ahhoz szükségesek, hogy az ugatás kommunikációs szerepet töltsön be a kutyák közötti és az ember és a kutya közötti kommunikációban
  • Köszönetnyilvánítás
    • Hálával tartozom témavezetőmnek, Pongrácz Péternek
    • Köszönetet mondok Miklósi Ádám tanszékvezetőnek és Dóka Antalnak
    • Köszönöm a családom, legfőképpen feleségem, Molnár Andrea, anyám, apám és húgom támogatását
    • Az Etológia Tanszék szinte összes dolgozója és hallgatója közreműködött munkánkban, nélkülük sem lett volna lehetséges a siker
    • Pongrácz Celeste odaadó anyanyelvi lektora volt az angol nyelvű tanulmányainknak, köszönet érte
    • Végül köszönetet mondok az ugató mudik gazdáinak és a kísérletekben részt vevő embereknek és a kutyák gazdáinak