[发明专利]非人灵长类触觉研究的自动化训练装置及其训练方法

说明书

本发明公开了一种非人灵长类触觉研究的自动化训练装置及其训练方法。该自动化训练装置包括：PC机，其具有显示器；摄像机，其与PC机相连；微控制器，与PC机通过串口连接线相连；动物座椅，用于固定实验动物；以及多目标选择抓握装置，其位于所述动物座椅的前方，分为三层，包括：第一层的准备按钮、第二层的抓握目标物体和第三层的判断选择目标物体；每一层都设有提示灯，准备按钮、抓握目标物体和判断选择目标物体都分别固定有压力传感器，抓握目标物体和判断选择目标物体都固定在能够前后移动的电动直线推杆上，所述提示灯、压力传感器和电动直线推杆分别与所述微控制器连接。该自动化训练装置大大提高训练速度并能节省人力资源的消耗。

技术领域

本发明涉及动物行为训练领域，特别涉及一种非人灵长类触觉研究的自动化训练装置及其训练方法。

背景技术

在脑机接口领域，尤其是植入式脑机接口领域，利用非灵长类动物代替和模拟人类进行实验时非常重要的一个步骤。目前，在解码大脑皮层产生的电信号并将其应用于对外部设备的控制方面已有较大进展，但在解码触觉形成机制从而通过电刺激形成虚拟触觉方面却鲜有报道，拥有很大的发展前景。

为了形成不同的触觉感受，需要采用抓握的训练方式，利用不同形状的物体，如三角，方块，球体等，采用自然的抓握方式进行抓握。在训练过程中要求猕猴能对多种物体进行抓握感知，因此要求不同形状的物体能够自由切换，并在猕猴抓握成功时需要及时地给予奖励以形成建立在触觉感知上的条件反射。上述要求如果通过人工操作进行，费时费力对猕猴的干扰大，训练效率低。同时，在进行主动触觉时往往还伴随有视觉的引导，因此需要特定的实验装置排除视觉的引导。在训练完成后，需要同步采集猕猴有触觉感受时的神经信号，模拟虚拟触觉时还需及时对猕猴特定脑区进行电刺激，需要详细准确地记录整个实验过程中的电信号，以上操作依靠人工都难以完成。

因此，需要一套完整的装置来自动化完成对抓握物体的切换、训练阶段的控制、奖励控制、减少干扰以及同步采集猕猴神经信号和迅速对猕猴特定脑区产生电刺激等功能，以便对触觉产生信号进行解码，构建准确的触觉感受实验模型，更加有效地产生虚拟触觉。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单合理的非人灵长类触觉研究的自动化训练装置及其训练方法，该自动化训练装置通过第二层目标物体的切换和第三层对应目标物体的选择能够将动物的抓握感觉通过行为表达出来，用于感觉实验方面的研究，大大提高训练速度并能节省人力资源的消耗。

为实现上述目的，本发明提供了一种非人灵长类触觉研究的自动化训练装置包括：PC机，其具有显示器；摄像机，其与PC机相连；微控制器，与 PC机通过串口连接线相连；动物座椅，用于固定实验动物；以及多目标选择抓握装置，其位于所述动物座椅的前方，分为三层，包括：第一层的准备按钮、第二层的抓握目标物体和第三层的判断选择目标物体；每一层都设有提示灯，第一层的准备按钮、第二层的抓握目标物体和第三层的判断选择目标物体都分别固定有压力传感器，第二层的抓握目标物体和第三层的判断选择目标物体都固定在能够前后移动的电动直线推杆上，所述提示灯、压力传感器和电动直线推杆分别与所述微控制器连接。

优选地，上述技术方案中，该自动化训练装置还包括：给水控制系统，该给水控制系统包括：储水瓶和电磁阀，该电磁阀包括：进水口、出水口和控制输入端；所述储水瓶与电磁阀的进水口通过塑料软管连接，所述动物座椅上固定有水嘴，所述电磁阀的出水口与水嘴通过塑料软管连接，所述电磁阀与微控制器控制连接。

优选地，上述技术方案中，压力传感器为FSR压力传感器。