ハムスターの車輪回転データの分析

この質問を投稿する前に、私はこのスタックの他の質問を閲覧しましたが、これはおそらくそれを読む人にとっては公園の散歩になるでしょう！しかし、このスタックの説明にはデータ分析と視覚化が含まれているので、これが正しい場所にあることを願っています！

</ preapology>

私は磁石とリードセンサーを備えたRaspberry Piを使用して、ハムスターが夜に起きていることを記録しています。Piは各回転を次のように記録します。

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
...

それは私がいくつかの助けをして欲しいデータで何かをすることになるときです。Piが生成する毎日の分析の例を次に示します。

こんにちはパパ！

昨夜、私は00:20に車に乗り、04：51に就寝しました（もちろん休憩あり）。ホイールから離れるのに最も長くかかったのは、03：05-03:31の26分間でした。

4時間31分の間にホイールを11,903回周回しました！車輪の直径は18cmなので、18⋅⋅11903/100≈6,731メートル移動したことになります。それは4.18マイルです！

ラブビスケットx

次のようなデータの簡単なグラフも作成しました。

ハムスターホイールの回転と時間のグラフ

また、彼が最もアクティブな時間を確認するために、1時間ごとの分析を行うことも考えました。

私の存在しない統計的知識を考えると、それは私が考えることができるすべてです。他に何かできることはありますか？（分析と視覚化の両方に関して）。追加のデータをキャプチャする必要がある場合は問題ありません。

アクティグラフィー追跡の開始を示すために編集されました

アクティグラフィー追跡の開始

data-visualization dataset

— マット・ダフィン
ソース

これは主題外かもしれませんが、楽しいプロジェクトのように聞こえます！ホイールの回転数から、動物が燃焼したカロリー数を概算できます。次に、このデータを重量センサー付きのフィードコンテナーと組み合わせて、摂取カロリーを計算できます。カロリー摂取量>消費カロリーの場合、ビスケットはおそらく体重を増やしています。

— Zhubarb

@Andy-ありがとう。私はスマイリーに少し忙しすぎたと思います。

— Matt Duffin

@Zhubarb-それは素晴らしいアイデアです。私は彼を代謝室に入れて、1回転あたりのカロリーのベースラインを得たいとは思いません！オンラインで検索して、その参照がないか確認します。

— Matt Duffin

+1楽しいプロジェクト！速度は非常に一定に見えますが、それでも（夜間の最短回転時間または10回の連続回転で最短の時間を見つけることにより）最高速度を計算して報告するのも良いでしょう。おそらく平均速度と一緒に。

— アメーバ2014

それを愛してください。一次導関数（ 'rpm'）は、累積数として移動した距離よりもはるかに興味深いようです。

— tedder42 2014

回答:

研究室の設定では、これは概日リズム（つまり、24時間程度）のリズムを研究するために頻繁に行われます。

アクティビティを長期間（たとえば、数日）記録できる場合は、周期分析を行うことができます。

このタイプのデータの通常の表現は、アクトグラムです。これにより、日々の違いがあるかどうかを確認することもできます。
この例では、8日目以降、マウスは一定の暗闇に置かれ、ご覧のように、リズムは常にそこにありますが、短くなると、通常「フリーランニングリズム」と呼ばれるものが明らかになります。
この写真は特にきれいであることに注意してください。時々あなたは日中に活動をします！

アクトグラム

From：ホイールランニングアクティビティを使用したマウスの概日および急性光反応の測定 -LeGatesおよびAltimus、JOVE 2011

このペーパーでは、車輪走行データを分析する方法を紹介しています。

異なる照明条件下でのげっ歯類の概日輪走り行動を分析するためのガイドライン -Jud et al。Biol Proced Online。2005年

たとえば、カイ二乗ピリオドグラムを使用して、いくつかの周波数分析を行うこともできます。
参照：カイ二乗ピリオドグラム：概日リズムの分析に対するその有用性。-Sokolove and Bushell、J Theor Biol。1978（申し訳ありませんが、ペイウォールの背後にありますが、こちらの参考文献も参照してください）

あなたがするかもしれない一つのことは、これらのリズムが週の間に変化するかどうかを見ることです。たとえば、週末にあなたが後で目を覚ます（そして騒ぐことが少ない）と思います。
ホイールランニングアクティビティの終了に影響しますか？
夏と冬でリズムは変わりますか？

また、カメラをシステムに接続すると、モーショントラッキングを行うことができます。ここでPythonとOpenCVのを使用して、「ハムスターの追跡」の一例。

— ニコ
ソース

@nicoさん、こんにちは。あなたが投稿したすべてのリンクをたどるには少し時間がかかりますが、素晴らしい答えに感謝したいと思います！アクティグラフィーを開始し、数日のグラフを表示するように元の投稿を編集しました。（水曜日は他の日より短いです。それは、それが最初の日であり、00：20頃まで記録を開始しなかったためです。データポイントがたくさんあるとき、それを削除します）。日が短くなるにつれて、線が左にシフトし始めるかどうかを確認するのは興味深いでしょう。

— Matt

データについてどのような質問をしますか？

ハムスターは昨夜、車を運転していましたか？
その前の夜よりも長かったですか短かったですか？
ハムスターが車で長く走る日はありますか？たとえば、ハムスターには平日または週末の日があります％^）？
ハムスターは、平均して連続して車に乗っている時間はどれくらいですか？
ハムスターがハンドルを握る時間に、さまざまな種類の食品が影響しますか？
私の活動はハムスターの輪の行動を変えますか？

これらはすべて、さまざまなタイプのプロットを示唆しています。ホイールの時間を日ごとに集計し、日ごとにプロットします。

さまざまな方法でデータをプロットしてさまざまなことを検討し、さまざまな質問に答える方法については、http：//journal.r-project.org/archive/2013-1/hofmann-unwin-cook.pdfを参照してください。1つのプロットだけでは十分ではありません。

— ダイアンクック
ソース

+1テクノロジーではなく質問に焦点を当てているので、ここでの最初の回答は本当に感謝しています。ご参加ありがとうございます！

— whuber