Fish Isolation / Schooling Behavior Detection | 鱼类聚集/离群行为识别

SKILL.md

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name: "smyx-fish-isolation-detection-analysis"
description: "Through fixed cameras on aquariums, the system continuously tracks the 2D position of each fish in the school, computes the school centroid (center of mass), and measures the distance from each fish to the centroid (in units of fish body length). | 通过鱼缸固定摄像头，持续跟踪鱼群中每条鱼的二维位置，计算鱼群中心（质心），并检测每条鱼与中心的距离（以鱼体长为单位）。当某条鱼偏离鱼群中心超过 10 倍体长，且持续时间超过 1 小时（或用户设定阈值）时，输出'离群行为'提示。"
version: "1.0.5"
license: "MIT-0"
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# 🐟 Fish Isolation / Schooling Behavior Detection | 鱼类聚集/离群行为识别
> **智能分析中枢** · 图片/视频智能分析 · 结构化报告 · 历史报告云端查询

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## 🧭 技能概览 | Overview

| 模块 | 内容 |
|---|---|
| 🏷️ 技能名称 | **鱼类聚集/离群行为识别** |
| 🎯 核心目标 | 通过鱼缸固定摄像头，持续跟踪鱼群中每条鱼的二维位置，计算鱼群中心（质心），并检测每条鱼与中心的距离（以鱼体长为单位）。当某条鱼偏离鱼群中心超过 10 倍体长，且持续时间超过 1 小时（或用户设定阈值）时，输出'离群行为'提示。 |
| 🖼️ 输入类型 | 图片、视频、本地文件、网络 URL |
| 📝 输出能力 | 结构化分析报告、识别/监测结果、建议与报告链接 |
| 🧩 场景码 | `SMYX_FISH_ISOLATION_DETECTION_ANALYSIS` |

Through fixed cameras on aquariums, the system continuously tracks the 2D position of each fish in the school, computes the school centroid (center of mass), and measures the distance from each fish to the centroid (in units of fish body length). When a fish drifts more than 10 body lengths away from the school center and the state lasts longer than 1 hour (or a user-defined threshold), the system outputs an 'isolation behavior' alert. This skill helps early detection of bullied, sick (e.g. parasites, bacterial infections), spawning-period solitary or environment-distressed (e.g. strong water flow, temperature gradient) individuals, prompting aquarists to inspect and intervene. Application scenarios: home aquariums, public aquariums, aquaculture ponds, quarantine tanks. The system monitors continuously and pushes reminders when prolonged isolated fish is found. Skill features: prolonged isolation is often an early signal of disease (e.g. external parasites, digestive issues) or stress from bullying. AI-based automatic identification of isolation behavior helps aquarists detect sick fish early and isolate for treatment, reducing whole-tank infection risk. This skill can be integrated into smart aquarium cameras to enhance product behavior-analysis capability.

通过鱼缸固定摄像头，持续跟踪鱼群中每条鱼的二维位置，计算鱼群中心（质心），并检测每条鱼与中心的距离（以鱼体长为单位）。当某条鱼偏离鱼群中心超过 10 倍体长，且持续时间超过 1 小时（或用户设定阈值）时，输出'离群行为'提示。该技能有助于早期发现被欺凌、生病（如寄生虫、细菌感染）、产卵期孤立或环境不适（如水流过强、温度不均）的个体，提醒养鱼者及时检查干预。应用场景：家庭鱼缸、水族馆、水产养殖池、检疫缸。系统连续监测，当发现长期离群鱼只时推送提醒。技能特点：鱼只长期离群往往是疾病的早期信号（如体表寄生虫、消化问题），或受欺凌导致应激。通过 AI 自动识别离群行为，可帮助养鱼者及早发现病鱼并隔离治疗，降低全缸感染风险。该技能可集成到智能鱼缸摄像头中，提升产品行为分析能力。

## 🤖 AI 角色 | AI Role
| 角色要点 | 说明 |
|---|---|
| 说明 1 | **假设你是一个专业的水族行为监测 AI。你的任务是分析鱼缸固定摄像头的连续视频，跟踪每条鱼的 2D 位置（多目标跟踪 + ReID），计算鱼群质心（所有鱼位置的均值）。对每条鱼，计算其与质心的欧氏距离（**以该鱼的体长为单位**，核心量化单位）。当某条鱼的距离 > 10 倍体长（用户可配置）且该状态持续时间 ≥ 1 小时（用户可配置）时，输出离群提示。按 7 类综合场景（schooling_normal / schooling_loose / isolation_short / isolation_persistent / isolation_corner_stuck / multiple_isolated_individuals / isolation_signal_unreliable）作判定，按 4 级告警策略递进（Level 1 入库/轻提醒 → Level 2 重要告警 + 目视检查体表/游姿/呼吸/摄食 + 评估是否隔离至检疫缸 → Level 3 紧急告警 + 强烈建议隔离至检疫缸 + 检查水质（溶氧/pH/氨氮/温度梯度）+ 联系兽医 → Level 4 同缸 ≥ 3 条同时持续离群 + 推送所有联系人 + 全面排查 + 联系专业人员）。鱼种特异性必须按基线判定（**斗鱼 / 大型龙鱼 / 部分慈鲷天然独居**，禁止用 10 倍体长阈值盲判这些独居鱼种）。必须考虑生理性离群的上下文（繁殖期护卵 / 母鱼产卵 / 领地型缸角守卫 / 投喂前后短时聚拢分散 / 强水流区被冲 / 温度梯度造成的舒适区聚集），避免误报。ReID 跟踪率 < 80% 或视野遮挡严重时必须返回 `isolation_signal_unreliable` 并建议重拍/调整摄像头角度，**禁止给出不可靠的告警**。不提供任何疾病诊断，仅输出基于位置跟踪的行为异常；**禁止输出具体药物名称和剂量**；严禁伪造夸大离群距离/持续时长，严禁越权代用户启停隔离泵/换水/投药等设备（仅建议）。** |

## 🎬 技能演示 | Skill Demo

[▶️ 点击查看技能使用介绍](https://lifeemergence.com/sample.html)

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## 🎯 任务目标 | Goals
### 1. 🧩 技能用途

基于鱼缸固定摄像头 / 养殖池上方摄像头 / 检疫缸全景摄像头**连续视频**（≥ 1 小时滚动窗口，用户可配置 30 分钟 - 24 小时），识别 7 类综合场景（schooling_normal / schooling_loose / isolation_short / isolation_persistent / isolation_corner_stuck / multiple_isolated_individuals / isolation_signal_unreliable）→ **三组指标**：群体几何 5 项（跟踪鱼数 / 基线总数 / 质心 2D 坐标 / 群体分散度 / 群体紧密度）+ 个体离群 6 项（fish_id / 体长像素 / 个体 2D 位置 / **距质心距离（体长倍数）** / 是否超阈 / **持续超阈时长**）+ 上下文 6 项（独居鱼种 / 繁殖期 / 领地缸角 / 投喂窗口 / 强水流区 / 温度梯度）→ 4 档告警级别（mild → moderate → severe → urgent）→ **4 级告警策略递进**（入库/轻提醒 → 重要告警 + 目视检查 + 评估隔离 → 紧急告警 + 隔离至检疫缸 + 水质检查 + 联系兽医 → 最高紧急告警 + 全面排查 + 所有联系人 + 专业人员）→ 单日告警上限（Level 1 不限 / Level 2 × 6 / Level 3 × 3 / Level 4 不设上限）→ **每日离群行为报告**（按 tank_id 输出，含离群个体清单 + 轨迹缩略图 + 建议动作 + 免责声明）

### 2. 🛠️ 能力范围

| 序号 | 具体能力 |
|---:|---|
| 1 | 鱼体目标检测 + 多目标跟踪 + ReID 重识别（鱼离群再返群仍保持 fish_id 稳定） |
| 2 | 2D 位置投影 |
| 3 | 质心计算（所有跟踪鱼位置均值） |
| 4 | 群体分散度 / 紧密度量化（体长归一化） |
| 5 | **个体到质心距离（体长倍数核心指标）** |
| 6 | 跨帧累计持续超阈时长 |
| 7 | 鱼种自适应基线（独居 / 群居 / 半独居） |
| 8 | 生理性离群上下文识别（繁殖 / 领地 / 投喂 / 水流 / 温度梯度） |
| 9 | ReID 跟踪率门控（< 80% 返回 unreliable） |
| 10 | 用户 APP 推送 |
| 11 | 4 级告警递进 |
| 12 | 单日告警上限 |
| 13 | 每日离群行为报告（按 tank_id 输出） |
| 14 | 连续 ≥ 2 日 Level 2+ → 强烈建议联系**当地观赏鱼兽医或养殖场技术员** |

### 3. ⚡ 触发条件

| 触发类型 | 触发规则 |
|---|---|
| ✅ 默认触发 | **默认触发**：当用户提供鱼缸固定摄像头连续视频 URL 或文件需要分析时，默认触发本技能进行鱼类聚集/离群行为识别 |
| 🔎 明确分析意图 | 当用户明确提及鱼离群、鱼孤立、鱼独处、鱼缸角落呆滞、鱼被欺凌、鱼群分散、鱼群质心等关键词，并且上传了视频文件 |
| 📚 历史报告查询 | 当用户提及以下关键词时，**自动触发历史报告查询功能** ：查看鱼离群历史报告、鱼缸离群行为日志清单、持续离群事件清单、查询历史鱼离群记录、显示所有鱼缸离群行为报告 |

### 4. 🤖 自动行为

| 自动行为 | 执行要求 |
|---|---|
| 📎 附件处理 | 如果用户上传了附件或者视频/图片文件，则自动保存为本地文件 |
| ☁️ 历史报告查询 | 如果用户触发历史报告查询关键词，必须直接调用云端 API 查询，不得从本地记忆或人工汇总中获取 |

#### ⚠️ 强制数据获取规则（次高优先级）

> **橙色强约束：** 历史报告清单只允许从云端接口读取，不允许从本地记录、长期记忆或人工汇总中提取。

必须执行：

```bash
python -m scripts.smyx_fish_isolation_detection_analysis --list
```

| 类型 | 要求 |
|---|---|
| ✅ 必须 | 使用 `python -m scripts.smyx_fish_isolation_detection_analysis --list` 调用 API 查询云端的历史报告数据 |
| 🚫 严格禁止 | 从本地 `memory` 目录读取历史会话信息 |
| 🚫 严格禁止 | 手动汇总本地记录中的报告 |
| 🚫 严格禁止 | 从长期记忆中提取报告 |
| ✅ 输出格式 | 必须统一从云端接口获取最新完整数据，然后以 Markdown 表格格式输出结果 |

## 📦 前置准备 | Requirements
- 依赖说明:scripts 脚本所需的依赖包及版本
  ```
  requests>=2.28.0
  ```

## 🚀 操作步骤 | Workflow
### 🔐 用户身份处理（内部自动完成）

> **绿色安全原则：** 用户身份参数由系统内部自动处理，**不得向用户展示、询问或要求输入任何身份标识**。

执行本技能分析或历史报告查询时，脚本会自动完成身份初始化：

| 场景 | 系统行为 |
|---|---|
| 上游系统有内部身份参数 | 由脚本静默接收并使用 |
| 上游系统未提供内部身份参数 | 脚本会自动复用本地缺省用户 |
| 本地缺省用户不存在 | 脚本会自动创建并在后续任务中复用 |
| 对用户输出 | 只展示分析进度、分析结果和报告链接，不展示内部身份值 |

#### 🔒 关键约束

| 禁止/要求 | 说明 |
|---|---|
| 🚫 不得询问身份 | 不得提示用户输入用户名、手机号或任何内部身份参数 |
| 🚫 不得暴露身份值 | 不得在回复、报告、示例、错误提示中暴露内部身份值 |
| 🚫 不得列为用户参数 | 不得把内部身份参数列为用户需要理解或传入的参数 |
| ✅ 自动关联报告 | 历史报告查询同样由系统内部身份自动关联，用户只需表达“查看历史报告/报告清单”等意图 |

---

### 🧪 标准流程 | Standard Flow

| 步骤 | 阶段 | 执行动作 |
|---:|---|---|
| 1 | 📥 准备鱼缸固定摄像头连续视频输入 | 提供本地文件路径或网络 URL；确保输入内容清晰、符合技能场景要求 |
| 2 | 🔐 获取 open-id（强制执行） | 无需用户输入任何身份参数；不在回复中展示内部身份值 |
| 3 | ⚙️ 执行鱼类聚集/离群行为识别 | 调用 `-m scripts.smyx_fish_isolation_detection_analysis` 处理输入（**必须在技能根目录下运行脚本**） |
| 4 | 📊 查看分析结果 | 接收结构化分析报告，查看识别/监测结果、风险提示、建议与报告链接 |

### ⚙️ 脚本参数说明

| 参数 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| `--input` | 本地鱼缸固定摄像头连续视频文件路径 | 适用于本地文件分析 |
| `--url` | 网络鱼缸固定摄像头连续视频 URL 地址（API 服务自动下载） | API 服务自动下载网络资源 |
| `--pet-type` | 类别标识，鱼类聚集/离群行为识别场景默认 `other` | 按需填写 |
| `--list` | 显示鱼类聚集/离群行为识别历史记录清单 | 用于云端历史报告查询 |
| `--api-url` | API 服务地址（可选，使用默认值） | 按需填写 |
| `--detail` | 输出详细程度（basic/standard/json，默认 json） | 输出详细程度 |
| `--output` | 结果输出文件路径（可选） | 可选 |

## 🗂️ 资源索引 | Resource Index
| 资源类型 | 路径 | 用途 | 何时读取 |
|---|---|---|---|
| 🐍 必要脚本 | [`scripts/smyx_fish_isolation_detection_analysis.py`](scripts/smyx_fish_isolation_detection_analysis.py) | 调用 API、执行分析或查询历史报告 | 执行分析或查询时使用 |
| 🐍 必要脚本 | [`scripts/config.py`](scripts/config.py) | 调用 API、执行分析或查询历史报告 | 执行分析或查询时使用 |
| 📘 领域参考 | [`references/api_doc.md`](references/api_doc.md) | 了解 API 接口规范、字段说明和错误码 | 仅在需要了解接口规范或错误码时读取 |

## ⚠️ 注意事项 | Notes
| 分类 | 注意事项 |
|---|---|
| 📚 文档读取 | 仅在需要时读取参考文档，保持上下文简洁 |
| 📁 格式支持 | 输入要求：支持 mp4/avi/mov，最大 10MB；摄像头需俯拍或大角度斜视；**连续采样 ≥ 1 小时**；帧率 ≥ 10 FPS；必须接入 ReID 多目标跟踪 |
| 🔎 使用提醒 | **核心量化单位**：**离群距离以"鱼体长倍数"为单位**（默认阈值 > 10 倍体长，用户可配置） |
| 🔎 使用提醒 | **核心持续时长阈值**：**≥ 1 小时**（用户可配置 15 分钟 - 24 小时） |
| 🔎 使用提醒 | **4 级告警策略递进**（mild → moderate → severe → urgent/Level 4），同缸 ≥ 3 条同时持续离群 / 离群+角落呆滞进入更高级别 |
| 🔎 使用提醒 | 单日告警上限：Level 1 不限 / Level 2 × 6 / Level 3 × 3 / Level 4 不设上限（紧急安全优先） |
| 🔎 使用提醒 | 红线约束 |
| 🧑‍⚖️ 结果性质 | **禁止**对鱼做"寄生虫 / 细菌感染 / 鳃病 / 肠炎 / 应激综合征 / 被欺凌创伤"等具体疾病或行为学诊断 |
| 🔎 使用提醒 | **🚨 绝对禁止**输出具体药物名称、剂量、给药方案 |
| 🔎 使用提醒 | **禁止**长期存储完整鱼缸/养殖池视频（≤ 7 天，仅入库离群事件片段与轨迹摘要；公共水族馆/养殖场按管理规定） |
| 🔎 使用提醒 | **禁止**用于商业广告 / AI 训练；禁第三方共享 |
| 🔎 使用提醒 | **禁止**越权代用户启停隔离泵 / 加热棒 / 换水 / 投药 / 灯光参数；任何水族设备控制变更必须由用户确认（仅可建议） |
| 🔎 使用提醒 | **绝对禁止**伪造或夸大离群距离、持续时长、群体分散度等指标；所有数据必须基于真实视频帧跟踪 |
| 🔎 使用提醒 | **必须**按**鱼种基线**判定（独居：斗鱼 / 大型龙鱼 / 部分慈鲷；半独居：罗汉、地图等；群居：灯鱼 / 鼠鱼 / 锦鲤）；**禁止使用通用 10 倍体长阈值盲判独居鱼种** |
| 📚 文档读取 | **必须**考虑生理性离群的上下文（繁殖期护卵 / 母鱼产卵 / 领地型缸角守卫 / 投喂前后短时聚拢分散 / 强水流区被冲 / 温度梯度造成的舒适区聚集），避免误报 |
| 🔎 使用提醒 | **必须**在 ReID 跟踪率 < 80% 或视野遮挡严重时返回 `isolation_signal_unreliable` 并建议重拍/调整摄像头角度，**禁止给出不可靠的告警** |
| 🔎 使用提醒 | **必须**：连续 ≥ 2 日 Level 2+ → 强烈建议联系**当地观赏鱼兽医或养殖场技术员** |
| 📜 报告输出 | **必须**：每日离群行为报告**按 tank_id 输出**，含离群个体清单 + 轨迹缩略图 + 建议动作 + 免责声明 |
| 🚫 脚本限制 | 禁止临时生成脚本，只能用技能本身的脚本 |
| 🌐 网络地址 | 传入的网络地址参数，不需要下载本地，默认地址都是公网地址，api 服务会自动下载 |
| 📜 报告输出 | 当显示历史离群记录清单的时候，从接口返回 json 数据中提取字段  作为超链接地址，且自动转化为如下 Markdown |
| 📜 报告输出 | 表格输出示例 |

## 🧰 使用示例 | Examples
```bash
# 分析本地连续视频（以下只是示例，禁止直接使用 作为 open-id）
python -m scripts.smyx_fish_isolation_detection_analysis --input /path/to/tank_1h.mp4

# 分析网络连续视频/实时流（以下只是示例，禁止直接使用 作为 open-id）
python -m scripts.smyx_fish_isolation_detection_analysis --url https://example.com/tank_1h.mp4

# 显示历史离群行为记录清单（自动触发关键词：查看鱼离群历史报告、鱼缸离群行为日志清单等）
python -m scripts.smyx_fish_isolation_detection_analysis --list

# 输出精简报告
python -m scripts.smyx_fish_isolation_detection_analysis --input tank.mp4 --detail basic

# 保存结果到文件
python -m scripts.smyx_fish_isolation_detection_analysis --input tank.mp4 --output result.json
```