davX
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 Verfasst am: 07.01.2016 23:44 Titel: Experiment: Schrittzähler für Phodopus roborovskii |
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Huhu,
ich habe heute Abend einen richtig interessanten Artikel bei Golem.de entdeckt über ein Experiment mit Roborowski-Zwerghamstern:
http://www.golem.de/news/cricetidometer-mit-raspberry-pi-ein-schrittzaehler-fuer-den-hamster-1601-117886.html
Michelle Leonhart dokumentiert hier die Ergebnisse über das Laufverhalten, das sie bei ihren Hamstern gemessen hat.
Sehr vertraut fand ich die Hintergrundsgeschichte zu den Hamstern und ich denke, es geht wohl nicht nur mir so, aber lest selbst:
| Zitat: |
Im vergangenen Jahr fand ein junges Roborowski-Zwerghamster-Pärchen in den vier Wänden der Autorin ein neues Zuhause. Anfangs glichen sich die zwei wie ein Ei dem anderen, und so bekamen beide den Namen Hamtaro. Gut anderthalb Jahre später haben sich die zwei prächtig entwickelt, wobei die eine Hamsterdame deutlich stärker an Gewicht zulegte und deshalb nun Hamtaro Grande heißt. Schon in den ersten Wochen erwiesen sich die beiden Roborowskis als wahre Athleten: Sie drehten ununterbrochen im Hamsterrad ihre Runden - selbstverständlich immer gerade dann, wenn man versucht einzuschlafen und einen das Quietschen des Rads wachhält.
Quelle: http://www.golem.de/news/cricetidometer-mit-raspberry-pi-ein-schrittzaehler-fuer-den-hamster-1601-117886.html
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Anregung zum Experiment gaben der Autorin offenbar Aussagen von der englischsprachigen Wikipedia, dass die Hamsterart soviel laufe wie das Hamsteräquivalent von 4 Menschenmarathonen:
Solche Aussagen kommen uns bekannt vor, geistern über verschiedenste Nager ähnliche Behauptungen herum. Allerdings scheinen gerade Hamster oft tatsächlich ziemlich grosse Territorien zu haben, es könnte also auch was dran sein. Was die Quelle angeht, so hilft sie nicht wirklich viel weiter, denn es ist ein Dokumentarfilm der BBC über China.
Doch zurück zum Thema, diese Aussage war natürlich ein Anreiz, ob es möglich wäre, diese zu überprüfen im Experiment. Heutzutage geht das dank technischen Möglichkeiten recht einfach. Die Autorin besann sich darauf das Laufrad mit einem leichtgängigen Kugellager auszustatten und die Laufaktivitäten im Laufrad zu messen. Dazu kam ein Hal-Sensor zum Einsatz:
https://de.wikipedia.org/wiki/Hall-Sensor
Dieser funktioniert auf dem Prinzip der Erkennung von Magnetismus und kann ähnlich dem Prinzip des Fahrradtachos durch einen am Rad angebrachten Magneten und einem Halsensor, der bei jeder Umdrehung durch den Magnet einen Impuls bekommt und dadurch die Umdrehungen zählen kann. Mit dem Umfang des Laufrads lässt sich dann die zurückgelegte Strecke ausrechnen.
Damit wäre die Frage der zurückgelegten Strecke geklärt, offen bleibt aber die Umrechnung vom Menschen zum Hamster. Hier bieten sich natürlich die Schritte als vergleichbare Zähleinheit an. Dazu muss man die durchschnittliche Schrittweite von Mensch und Hamster wissen, dann kann man umrechnen.
Doch um den Hamstern besser auf den Zahn fühlen zu können, mussten die von dem Sensor gezählten Laufradumdrehungen erst mal erfasst und gespeichert werden. Dazu kam ein Mini-Bastelcomputer, ein Raspberry Pi zum Einsatz. Dieser ist nur ein bisschen grösser als eine Streichholzschachtel und wird gerne für diverse Bastelprojekte verwendet, gerade wenn es um das Erfassen von mit Sensoren aufgenommenen Daten oder um das Steuern von Motoren, Lampen, Schaltern usw. geht. Der Minicomputer verfügt nämlich über diverse Ein- und Ausgänge für digitale und analoge Signale und man kann ihn zudem mit Erweiterungen für zahlreiche Aufgaben erweitern, auch können leicht selbst einfache elektrische Schaltungen gebaut werden, da er sehr universell ist und eben für Bastler und für Lehrzwecke (z.B. Schulen usw.) entwickelt wurde. Das förderte gewiss auch die grosse Beliebtheit dieses Minicomputers und dass man heutzutage zu unzähligen Fragestellungen und Bastelprojekte Anleitungen findet und es gibt eben auch unzählige Erweiterungen für komplexere Schaltungen.
Eben dieser Winzcomputer ist also verantwortlich für das Auslesen des Halsensors und das Speichern der Sensordaten. Über den Netzwerkanschluss ist er mit dem Internet angebunden und ermöglicht so, dass man seine Daten über das Internet abrufen und auslesen kann.
Spannend für Interessierte ist natürlich, dass das ganze Projekt dokumentiert ist und dass man die Software für den Winzcomputer auch im Internet findet, so wie das für Geeks es sich gehört, hat sie es bei Github veröffentlicht:
https://github.com/mleonhart/hamster_tracker
Für technisch Interessierte dürfte sicher die Art und Weise, wie die Daten aufgezeichnet werden, interessant sein (alle anderen können das Zitat gerne überspringen):
| Zitat: |
Die Beobachtung der Hamster zeigt, dass sie dazu neigen, innerhalb einer kurzen Zeitspanne mehrfach auf das Rad auf- und schnell wieder abzuspringen. Daher erfolgt die Datenaufzeichnung in "Sprints": Sobald der Sensor eine Bewegung des Hamsterrads registriert, startet die Messung eines neuen Sprints. Nach dem ersten Durchgang protokolliert die Software jede weitere Umdrehung des Rads mit einem Zeitstempel. Sobald der Sensor fünf Sekunden lang keine weitere Umdrehung meldet, beendet das Messprogramm den aktuellen Sprint und schreibt die Daten in eine SQLite-Datenbank.
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Interessant sind jetzt natürlich die Resultate. Ist die Aussage auf der englischen Wikipedia haltbar bzw. realistisch? Ganz so einfach ist das nicht zu beantworten, denn die Resultate zeigten, dass die Tiere die 4 Marathone nicht ganz erreichten und teilweise deutlich darunter blieben. Dennoch schafften sie offenbar mühelos das Äquivalent für 2 Marathone, was für diese kleinen Tiere immer noch eine reife Leistung ist.
Ich fragte mich längere Zeit, als ich mich begann genauer mit dem Beitrag auseinanderzusetzen, ob es einen englischsprachigen Originalartikel gibt, da die Autorin wegen ihren Links zu englischsprachigen Seiten den Eindruck erweckte, dass sie aus den USA oder einem anderen englischsprachigen Land kommt. Ich wurde dann beim Durchstöbern der Links fündig:
http://blog.crashspace.org/2015/12/michelles-hamstrometer-is-in-raspberry-pi-geek/
Demzufolge erschien ein Artikel von ihr in der deutschsprachigen Zeitschrift "Raspberry Pi Geek", die zu einem Medienverbund gehört, zu dem auch die deutsche IT-Newsseite Golem.de angehört. Die dort zu findende Onlineversion des Artikels entspricht denn auch zu grossen Teilen dem eingangs verlinkten Beitrag bei Golem:
http://www.raspberry-pi-geek.de/Magazin/2016/01/Ein-Hamster-Pedometer-mit-dem-Raspberry-Pi-aufbauen
Man findet dort denn auch detailiertere Angaben zur Autorin:
| Zitat: |
Neben ihrer Tätigkeit als Software-Entwicklerin in Los Angeles engagiert sich Michelle Leonhart als Vizepräsidentin im Hackerspace CRASH Space. In der Vergangenheit arbeitete sie mit den MythBusters zusammen und unterrichtete an verschiedenen Institutionen Schüler, Studenten und Erwachsene in Informatik und Elektrotechnik. Die passionierte Code- und System-Entwicklerin versucht zudem, Schülerinnen für den Ingenieursberuf zu motivieren.
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Daraus wird ersichtlich, dass die Redaktion des Raspberry Pi Geek vermutlich bei ihrer Recherche im Internet oder vielleicht auch durch einen Tipp oder sonstwie auf die Autorin aufmerksam wurden und um einen Artikel baten, den sie dann vom Englischen ins Deutsche für ihre Zeitschrift übersetzten.
Was auch ersichtlich wird, dass die Autorin in der Maker-Szene aktiv ist, die es übrigens auch bei uns in Europa, in Deutschland, der Schweiz und auch in anderen Ländern gibt. Das sind oft junge, kreative Leute, die basteln, hacken, programmieren und gestalten. Es gibt Treffen, Clubs und gemeinsam genutzte Räume und Veranstaltungen, bei denen man sich austauscht, gegenseitig hilft und an Projekten arbeitet.
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davX
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| Verfasst am: 07.01.2016 23:47 Titel: Re: Experiment: Schrittzähler für Phodopus roborovskii |
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Ich habe noch einen Nachtrag. Wir haben in unserer Wiki seit 2007 auch einen Beitrag zum Thema, einen Rundenzähler für ein Laufrad, wenn auch eine deutlich einfachere Version:
http://www.degupedia.de/wiki/index.php/Rundenz%C3%A4hler_Bauanleitung
Der grösste Unterschied von unserem Rundenzähler ist, dass er einerseits keinen Mikrocomputer zur Datenerfassung und -verarbeitung nutzt und dass der Sensor nicht elektronisch funktioniert, sondern es ist nur ein einfacher Schalter (also eine elektromechanische Funktionsweise), der auf Magnetismus reagiert, ein sogenanntes Reed-Relais.
edit:
Breaking News, ich hab den Originalartikel gefunden:
http://tinwhiskers.net/how-i-open-sourced-my-hamsters-for-science/
auch er ist wieder bei Crash Space verlinkt:
http://blog.crashspace.org/page/3/
Und ich habe noch was gefunden, ein Katzenlaufrad. Murx hatte ja schon davon erzählt und ich fragte mich damals: dafuq, wozu sollte man...??? Nun, man kann auch bei ihnen ihr Bewegungsdrang messen, indem man in das Laufrad einen Rundenzähler einbaut:
http://blog.crashspace.org/2015/07/5686/
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