行为学脱壳预警指标能否外推：把"负趋触性"搬到面包虫身上

1 · 研究问题

黄粉虫（Tenebrio molitor）在蜕皮前是否出现可量化的负趋触性，即到群体质心的距离随蜕皮临近而增大？在真实蜕皮基础率下，以“隔离”预警未来固定时间窗内蜕皮的 precision、recall 与 PR-AUC 分别是多少？

2 · 研究背景与空白

群居节肢动物会在接触、遮蔽和资源之间作行为权衡。“负趋触性”指个体减少与同伴或边界接触、远离群体；若它稳定出现在蜕皮前，就可能成为不接触动物的预警信号。但少数事件的预警不能只看 accuracy：当每天只有百分之几的个体蜕皮时，把所有个体都判为“不蜕皮”也会很准，真正决定用途的是报出的预警中有多少会兑现，以及漏掉多少事件。

ANIM047T（2026，Grand Award，"Smart Crab Pre-Molt Detection & Monitoring System"，CrabTech）报告："pre-molt crabs exhibited negative thigmotaxis, tending to isolate themselves from the group"，并称系统达到 99.4% accuracy，"100% of the separated crabs successfully molting"。已有工作由此把隔离行为用于田蟹脱壳预警，但摘要没有报告蜕皮基础率、未被分离却随后蜕皮的假阴性，也没有回答这一行为能否外推到另一类节肢动物。

空白在于：该判据的跨物种边界和基础率修正后的预测价值尚未被上述摘要量化。本课题用廉价、幼虫期多次蜕皮的黄粉虫连续录像，在 3–4 个月窗口内既能得到事件，也允许“无外推效应”成为清楚的边界结论。

3 · 可检验假设

H1 蜕皮前预先固定的 24 小时内，个体到群体质心距离的个体内标准化值高于非蜕皮期，方向为增加；预警模型在真实基础率下的 PR-AUC至少高于阳性基础率 0.10。

H2 若距离不增加，则机制可能不是“远离群体”，而是活动度下降造成表面隔离；备择检验为蜕皮前移动速度或接触次数出现方向一致的下降，并比较其对 PR-AUC 的增益。

4 · 量化验收标准

1. 方法学校验硬门槛。 用人工移动的已知坐标标记或合成视频校验追踪管线，位置误差须 ≤ 体长的 10%，个体身份交换率 ≤ 5%；不过关则后续行为结论全部无效。
2. 至少记录 30 次可确认蜕皮事件；每个事件保留完整的蜕皮前 24 小时与匹配的非蜕皮对照窗。事件数不足时不得用帧数冒充样本量。
3. 统计口径预先写死。 以个体为分组单位、按时间划分训练与测试并做随机划分对照；极不平衡预警以 PR-AUC、precision、recall 和阳性基础率为主，不主报 accuracy，因为多数类预测会虚高。
4. 报告距离、速度和接触次数的重复测量模型效应量、个体间变异和 95% 置信区间；同一只虫的连续帧不得当作独立 n。
5. 绘制基础率从 5% 到 50%时 precision 的变化曲线，并明确所用敏感度与特异度来自独立测试段。
6. 可复现性。 发布去标识视频片段、逐帧坐标、蜕皮事件表、追踪参数、分析脚本和排除日志。

5 · 数据与工具

用途	来源 / 工具
研究对象	黄粉虫（Tenebrio molitor）；具体龄期、来源、饲养密度与事件基础率需核实
连续记录	固定相机、稳定照明、带尺度标记的非玻璃容器；帧率与夜间成像能力需核实
自动追踪	Trackpy 或 DeepLabCut；对密集遮挡和身份保持的能力需核实并实测
事件真值	录像中可见蜕皮及蜕皮残留的人工盲法标注；判定规则需预注册
对照基准	ANIM047T 的 99.4% accuracy 与“100% of the separated crabs successfully molting”；仅用于校验与对比，不计入本项目的数据贡献

6 · 方法路径

1. 搭录像装置、制作已知轨迹视频并完成位置与身份校验，不过硬门槛不进入正式观察。
2. 核实工具能力边界，逐条排查静默失败点：遮挡后身份互换、脱下的表皮被识别为新个体、昼夜照度改变追踪置信度、容器边缘让“离质心远”与贴壁混淆、同一事件的数千帧被当作数千个 n、真实低基础率下仍用 accuracy。
3. 固定饲养与标注方案，预先写死观察窗、隔离阈值、排除标准和事件真值定义。
4. 连续采集并盲法标记蜕皮事件，同步导出质心距离、最近邻距离、速度和接触次数。
5. 按个体和时间建立独立测试段，计算 PR 曲线、混淆矩阵和基础率敏感性曲线。
6. 检验机制与稳健性，区分真正远离群体、整体活动下降和贴壁偏好。
7. 独立交叉校验，抽取随机视频由第二位标注者人工测距并判定蜕皮，与自动结果比较。

7 · 新颖性边界

本课题不声称首次发现节肢动物蜕皮前行为，也不把田蟹结论直接当成黄粉虫结论；ANIM047T（2026，Grand Award，CrabTech）已报告田蟹蜕皮前负趋触性、99.4% accuracy 和分离个体 100% 成功蜕皮。已有工作做到哪一步：前作完成田蟹场景的预警系统，但摘要未给基础率、假阴性和跨物种检验。本项目贡献（属「新样本独立检验」兼「评价维度转换」）：在黄粉虫独立样本上检验方向，并把 accuracy 转成真实基础率下的 precision、recall 与 PR-AUC；这是主结论。为何有价值：它说明该判据是可外推的节肢动物信号还是田蟹场景特有现象。差异不显著同样是有效结论，但必须给出误差棒证明有能力分辨 PR-AUC 高于基础率 0.10。

8 · 决策门槛（go / no-go）

第 5 周末确认追踪校验通过且累计至少 10 次可确认蜕皮；若不足 10 次或身份交换率仍 >5%，立即启用具名降级路径 “单体活动度预警”：每格单养、取消群体质心指标，改检验蜕皮前速度与静止时长，仍保留“行为能否预警及真实基础率下性能如何”的主结论框架。

附属赛后不得修改的冲突点是 24 小时窗、阳性定义、隔离阈值和排除规则，须提前写死。须核实黄粉虫来源、饲养条件、追踪软件在遮挡下的能力；已知困难是物种差异可能导致零效应，其定位正是外推边界而非失败。选择前提是能稳定连续录像并每日核对事件。预算裁剪顺序：先砍复杂姿态估计，再砍多密度条件，最后砍次要行为特征；不得砍独立测试段、基础率修正和人工交叉标注。黄粉虫为无脊椎动物，按原方案 Form 3；展台禁活体、液体、土壤和玻璃，只展示静态图像与数据。AI 不得撰写研究计划、摘要、展板或引文。

评分： O=6, W=7, F=7, S=5, Fit=9 → base=66.0，h=9 → [57, 75]，置信度：中

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