CN113287540A - 基于移动平台的动物实验的移动观测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提出了一种基于移动平台的动物实验的移动观测系统及方法，涉及实验仪器技术领域，其中，该方法包括：动物信息采集、环境信息采集、反馈刺激、信息处理、平台移动驱动、服务器模块，反馈刺激模块对实验对象进行刺激操作；信息采集模块获取实验对象的运动状态信息和刺激反馈信息、移动平台的运动状态信息和环境信息；平台移动驱动模块根据实验对象的运动状态信息、移动平台的运动状态信息和环境信息控制移动平台的运动状态与实验对象的运动状态同步；服务器模块存储分析刺激反馈信息并对实验对象进行监测。本发明创建一种有效、快速的动物行为学实验范式，能够经济高效地扩展现有测量仪器的功能，具有实现行动动物高精度生理参数测量的能力。
Description
技术领域
本申请涉及实验仪器技术领域，尤其涉及一种基于移动平台的动物实验的移动观测系统及方法。
背景技术
现代神经科学的重要研究目标之一是研究自由运动动物的神经活动与行为之间的关系。然而，很大一部分神经活动监测方法要求实验动物的位置固定不变。例如，显微成像技术要求观测的神经元固定在显微镜的物镜视场中央和焦面位置附近。目前有两类方法可以实现运动小鼠的神经活动观测：一种是将现有的神经观测设备微型化后由动物携带共同运动，例如头戴式的微型光学显微镜可以用于研究小鼠的社交等行为；另一种是将实验动物的头部与观测设备共同固定在实验室里，利用虚拟现实技术模拟实验动物的实验环境，在虚拟环境中实现迷宫等动物运动的实验范式。
上述实验方法均具有各自的缺陷：由于实验动物载重的限制，微型化实验设备会显著降低实验设备的性能，无法充分利用实验设备的优势；基于电脑程序的虚拟现实技术无法模拟动物运动的本体感觉，因此难以反映真实环境中的运动行为。
发明内容
本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本申请的第一个目的在于提出一种基于移动平台的动物实验的移动观测系统，解决了现有方法一中由于实验动物载重的限制，降低实验设备性能，无法充分利用实验设备优势的技术问题，同时解决了现有方法二中电脑程序的虚拟现实技术无法模拟动物运动本体感觉，难以反映真实环境中的运动行为的技术问题，实现了运动动物的复杂神经活动和行为学同时监测的目的。
本申请的第二个目的在于提出一种基于移动平台的动物实验的移动观测方法。
本申请的第三个目的在于提出一种计算机设备。
本申请的第四个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种基于移动平台的动物实验的移动观测系统，包括：动物信息采集模块、环境信息采集模块、反馈刺激模块、信息处理模块、平台移动驱动模块、服务器模块，其中，反馈刺激模块，用于接收信息处理模块发送的第一控制指令，并根据第一控制指令对实验对象进行刺激操作；动物信息采集模块，用于采集实验对象的状态信息，并将实验对象的状态信息发送至信息处理模块，状态信息包括实验对象的运动状态信息和刺激反馈信息；环境信息采集模块，用于采集移动平台的运动状态信息和环境信息，并将移动平台的运动状态信息和环境信息送至信息处理模块；信息处理模块，用于根据实验对象的运动状态信息以及移动平台的运动状态信息和环境信息生成第二控制指令，并将第二控制指令发送至平台移动驱动模块；平台移动驱动模块，用于根据第二控制指令驱动移动平台运动，其中，移动平台在第二控制指令下的运动状态与实验对象的运动状态同步；信息处理模块，还用于将实验对象的刺激反馈信息发送至服务器模块；服务器模块，用于存储刺激反馈信息，并对刺激反馈信息进行分析，以根据分析结果对实验对象进行监测。
可选地，在本申请的一个实施例中，实验对象的运动状态信息包括实验对象的运动轨迹，实验对象的刺激反馈信息包括实验对象的生理信号，动物信息采集模块，包括支架、运动记录装置、生理监测装置，其中，
支架，用于固定实验对象的头部位置；
运动记录装置，用于记录实验对象的运动轨迹；
生理监测装置，用于记录实验对象的生理信号。
可选地，在本申请的一个实施例中，环境信息包括声音信息和视觉信息，环境信息采集模块包括摄像头和麦克风，其中，
麦克风用于采集周围环境的声音信息；
摄像头用于采集周围环境的视觉信息；
移动平台的运动状态信息包括移动平台的加速度信息和姿态信息、移动平台和周围障碍物的距离信息，环境信息采集模块还包括加速度和姿态传感器和距离传感器，其中，
加速度和姿态传感器用于采集移动平台的加速度信息和姿态信息；
距离传感器用于采集移动平台和周围障碍物的距离信息。
可选地，在本申请的一个实施例中，信息处理模块，包括计算模块、通信模块、本地存储模块，其中，
计算模块，用于对实验对象的运动轨迹、以及移动平台的加速度信息和姿态信息和移动平台和周围障碍物的距离信息进行处理，以生成用于控制平台移动驱动模块的第二控制指令；
通信模块，用于与服务器模块进行通信，将实验对象的运动轨迹、实验对象的生理信号、声音信息、视觉信息、移动平台的加速度信息和姿态信息、移动平台和周围障碍物的距离信息中的一种或者多种发送至服务器模块；
通信模块，还用于接收服务器模块发送的第一控制指令；
本地存储模块，用于本地存储接收到的各种信息。
可选地，在本申请的一个实施例中，反馈刺激模块，包括扬声器、电击装置、触觉反馈装置、味觉反馈装置、刺激神经电极，其中；
听觉反馈装置，用于给予实验对象听觉刺激；
电击装置和触觉反馈装置，用于给予实验对象触觉刺激；
味觉反馈装置，用于给予实验对象味觉刺激；
刺激神经电极，用于给予实验对象神经电信号刺激。
可选地，在本申请的一个实施例中，包括以下步骤，
对实验对象进行刺激操作；
获取实验对象的状态信息、移动平台的运动状态信息和环境信息，其中，状态信息包括实验对象的运动状态信息和刺激反馈信息；
根据实验对象的运动状态信息、移动平台的运动状态信息和环境信息控制移动平台运动，其中，移动平台的运动状态与实验对象的运动状态同步；
存储刺激反馈信息，并对刺激反馈信息进行分析，以根据分析结果对实验对象进行监测。
为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种基于移动平台的动物实验的移动观测方法，包括以下步骤：
对实验对象进行刺激操作；
获取所述实验对象的状态信息、移动平台的运动状态信息和环境信息，其中，所述状态信息包括实验对象的运动状态信息和刺激反馈信息；
根据所述实验对象的运动状态信息、移动平台的运动状态信息和环境信息控制所述移动平台运动，其中，所述移动平台的运动状态与所述实验对象的运动状态同步；
存储所述刺激反馈信息，并对所述刺激反馈信息进行分析，以根据分析结果对所述实验对象进行监测。
为达上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述基于移动平台的动物实验的移动观测系统及方法。
为了实现上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，当存储介质中的指令由处理器被执行时，能够执行基于移动平台的动物实验的移动观测系统及方法。
本申请实施例的基于移动平台的动物实验的移动观测系统、方法、计算机设备和非临时性计算机可读存储介质，通过将动物行为映射到智能移动平台运动，保持平台上实验设备和运动动物的相对静止，实现运动动物的复杂神经活动和行为学同时监测；能够经济高效地扩展现有测量仪器的功能，具有实现行动动物高精度生理参数测量的能力。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本申请实施例一所提供的一种基于移动平台的动物实验的移动观测系统的结构示意图；
图2为本申请实施例的基于移动平台的动物实验的移动观测系统的另一个结构示意图；
图3为本申请实施例的基于移动平台的动物实验的移动观测系统的示意图；
图4为本申请实施例的基于移动平台的动物实验的移动观测系统的另一个示意图；
图5为本申请实施例二的基于移动平台的动物实验的移动观测方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下面参考附图描述本申请实施例的基于移动平台的动物实验的移动观测系统及方法。
图1为本申请实施例一所提供的一种基于移动平台的动物实验的移动观测系统的结构示意图。
如图1所示，该基于移动平台的动物实验的移动观测系统包括：
反馈刺激模块，用于接收信息处理模块发送的第一控制指令，并根据第一控制指令对实验对象进行刺激操作；
动物信息采集模块，用于采集实验对象的状态信息，并将实验对象的状态信息发送至信息处理模块，状态信息包括实验对象的运动状态信息和刺激反馈信息；
环境信息采集模块，用于采集移动平台的运动状态信息和环境信息，并将移动平台的运动状态信息和环境信息送至信息处理模块；
信息处理模块，用于根据实验对象的运动状态信息以及移动平台的运动状态信息和环境信息生成第二控制指令，并将第二控制指令发送至平台移动驱动模块；还用于将实验对象的刺激反馈信息发送至服务器模块；
平台移动驱动模块，用于根据第二控制指令驱动移动平台运动，其中，移动平台在第二控制指令下的运动状态与实验对象的运动状态同步；
服务器模块，用于存储刺激反馈信息，并对刺激反馈信息进行分析，以根据分析结果对实验对象进行监测。
本申请实施例的基于移动平台的动物实验的移动观测系统，包括动物信息采集模块、环境信息采集模块、反馈刺激模块、信息处理模块、平台移动驱动模块、服务器模块，其中，反馈刺激模块，用于接收信息处理模块发送的第一控制指令，并根据第一控制指令对实验对象进行刺激操作；动物信息采集模块，用于采集实验对象的状态信息，并将实验对象的状态信息发送至信息处理模块，状态信息包括实验对象的运动状态信息和刺激反馈信息；环境信息采集模块，用于采集移动平台的运动状态信息和环境信息，并将移动平台的运动状态信息和环境信息送至信息处理模块；信息处理模块，用于根据实验对象的运动状态信息以及移动平台的运动状态信息和环境信息生成第二控制指令，并将第二控制指令发送至平台移动驱动模块；平台移动驱动模块，用于根据第二控制指令驱动移动平台运动，其中，移动平台在第二控制指令下的运动状态与实验对象的运动状态同步；信息处理模块，还用于将实验对象的刺激反馈信息发送至服务器模块；服务器模块，用于存储刺激反馈信息，并对刺激反馈信息进行分析，以根据分析结果对实验对象进行监测。由此，本申请能够解决现有方法一中由于实验动物载重的限制，降低实验设备性能，无法充分利用实验设备优势的技术问题，同时可以解决现有方法二中电脑程序的虚拟现实技术无法模拟动物运动本体感觉，难以反映真实环境中的运动行为的技术问题。同时，本申请通过实现将动物行为映射到智能移动平台运动，保持平台上实验设备和运动动物的相对静止，实现运动动物的复杂神经活动和行为学同时监测；能够经济高效地扩展现有测量仪器的功能，具有实现行动动物高精度生理参数测量的能力。
进一步地，在本申请实施例中，实验对象的运动状态信息包括实验对象的运动轨迹，实验对象的刺激反馈信息包括实验对象的生理信号，动物信息采集模块，包括支架、运动记录装置、生理监测装置，其中，
支架，用于固定实验对象的头部位置；
运动记录装置，用于记录实验对象的运动轨迹；
生理监测装置，用于记录实验对象的生理信号。
实验动物可以使用头部固定的清醒小鼠。运动记录装置可以使用导航球，万向跑步装置，也可使用球形物体和光电位移记录器；球形物体可使用水漂浮或者空气悬浮的泡沫球；光电位移记录器可使用鼠标或光流探测器。并且运动记录装置可使用摄像机和光滑平面；摄像机拍摄实验动物足部信息，经计算机分析后获得运动轨迹。运动记录装置可以使用多点触控装置，多点触控装置收集实验动物足部运动轨迹和踩踏力度，经计算机分析后获得运动轨迹；多点触控装置可以使用电容屏、触控板等装置。生理监测装置可采用显微镜、检测电极等；显微镜可以选用荧光显微体视显微镜。以上装置皆可采用零个、一个或者多个。
进一步地，在本申请实施例中，环境信息包括声音信息和视觉信息，环境信息采集模块包括摄像头和麦克风，其中，
麦克风用于采集周围环境的声音信息；
摄像头用于采集周围环境的视觉信息；
移动平台的运动状态信息包括移动平台的加速度信息和姿态信息、移动平台和周围障碍物的距离信息，环境信息采集模块还包括加速度和姿态传感器和距离传感器，其中，
加速度和姿态传感器用于采集移动平台的加速度信息和姿态信息；
距离传感器用于采集移动平台和周围障碍物的距离信息。
距离传感器可以选用红外传感器或超声传感器；摄像头选用黑白摄像头或者彩色摄像头，摄像头选用常规二维相机或者深度相机。以上装置皆可采用零个、一个或者多个。
进一步地，在本申请实施例中，信息处理模块，包括计算模块、通信模块、本地存储模块，其中，
计算模块，用于对实验对象的运动轨迹、以及移动平台的加速度信息和姿态信息和移动平台和周围障碍物的距离信息进行处理，以生成用于控制平台移动驱动模块的第二控制指令；
通信模块，用于与服务器模块进行通信，将实验对象的运动轨迹、实验对象的生理信号、声音信息、视觉信息、移动平台的加速度信息和姿态信息、移动平台和周围障碍物的距离信息中的一种或者多种发送至服务器模块；
通信模块，还用于接收服务器模块发送的第一控制指令；
本地存储模块，用于本地存储接收到的各种信息。
计算模块可以使用单片机或其他嵌入式计算设备；通信模块可以使用蓝牙模块或WIFI模块；本地储存模块可以使用硬盘或SD卡。计算模块、通信模块以及本地存储模块可以由集成主机或上网本一并提供。以上装置皆可采用零个、一个或者多个。
进一步地，在本申请实施例中，反馈刺激模块，包括扬声器、电击装置、触觉反馈装置、味觉反馈装置、刺激神经电极，其中；
听觉反馈装置，用于给予实验对象听觉刺激；
电击装置和触觉反馈装置，用于给予实验对象触觉刺激；
味觉反馈装置，用于给予实验对象味觉刺激；
刺激神经电极，用于给予实验对象神经电信号刺激。
电击装置可作用于实验动物的尾部或足部；触觉反馈装置可以采用气流反馈设备或金属杆反馈设备；气流反馈设备可采用气泵和空气阀；触觉反馈装置可选择触觉刺激给与的区域；味觉反馈装置可采用不同成分的液滴。以上装置皆可采用零个、一个或者多个。
图2为本申请实施例的基于移动平台的动物实验的移动观测系统的另一个结构示意图
如图2所示，该基于移动平台的动物实验的移动观测系统包括：动物信息采集模块00、环境信息采集模块10、反馈刺激模块20、信息处理模块30、平台驱动模块40、服务器模块50；动物信息采集模块00，用于采集实验动物的状态，并将采集信息传递给信息处理模块30；环境信息采集模块10，用于采集平台运动信息和环境信息，传递给信息处理模块30；反馈刺激模块20，用于接受信息处理模块30的控制命令，对实验动物进行刺激。信息处理模块30，用于接受模块00、10采集到的信息，结合接受自服务器模块50的上层控制指令，分析计算得到控制指令传递给平台驱动模块40，得到刺激控制信号传递给反馈刺激模块20，并将收集信号储存于本地或传递给服务器模块50。平台驱动模块40，用于接受信息处理模块30的控制命令，驱动移动平台移动。服务器模块50，用于接受通过信息处理模块发送的数据，进行进一步分析和储存，并将上层控制指令传输到信息处理模块30。
图3为本申请实施例的基于移动平台的动物实验的移动观测系统的示意图。图4为本申请实施例的基于移动平台的动物实验的移动观测系统的另一个示意图。
如图3和图4所示，基于移动平台的动物实验的移动观测系统包括动物信息采集模块、环境信息采集模块、刺激反馈模块、计算通信模块、平台驱动模块、服务器模块，其中，动物信息采集模块包括支架01、运动记录装置02、生理检测装置03；环境信息采集模块包括麦克风11，加速度和姿态传感器12，距离传感器13和摄像头14；刺激反馈模块包括电击装置21，触觉反馈装置22，味觉反馈模块23，刺激神经电极24；计算通信模块包括计算模块31，通信模块32，储存模块33；平台驱动模块包括智能移动平台41；服务器模块51。
图5为本申请实施例二所提供的基于移动平台的动物实验的移动观测方法的流程图。
如图5所示，该基于移动平台的动物实验的移动观测方法包括以下步骤：
步骤201：对实验对象进行刺激操作；
步骤202：获取实验对象的状态信息、移动平台的运动状态信息和环境信息，其中，状态信息包括实验对象的运动状态信息和刺激反馈信息；
步骤203：根据实验对象的运动状态信息、移动平台的运动状态信息和环境信息控制移动平台运动，其中，移动平台的运动状态与实验对象的运动状态同步；
步骤204：存储刺激反馈信息，并对刺激反馈信息进行分析，以根据分析结果对实验对象进行监测。
为了实现上述实施例，本发明还提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现上述施例的基于移动平台的动物实验的移动观测方法。
为了实现上述实施例，本发明还提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例的基于移动平台的动物实验的移动观测方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种基于移动平台的动物实验的移动观测系统，其特征在于，包括：反馈刺激模块、动物信息采集模块、环境信息采集模块、信息处理模块、平台移动驱动模块、服务器模块，其中，
所述反馈刺激模块，用于接收所述信息处理模块发送的第一控制指令，并根据所述第一控制指令对实验对象进行刺激操作；
所述动物信息采集模块，用于采集所述实验对象的状态信息，并将所述实验对象的状态信息发送至所述信息处理模块，所述状态信息包括所述实验对象的运动状态信息和刺激反馈信息；
所述环境信息采集模块，用于采集移动平台的运动状态信息和环境信息，并将所述移动平台的运动状态信息和环境信息发送至所述信息处理模块；
所述信息处理模块，用于根据所述实验对象的运动状态信息以及所述移动平台的运动状态信息和环境信息生成第二控制指令，并将所述第二控制指令发送至所述平台移动驱动模块；
所述平台移动驱动模块，用于根据所述第二控制指令驱动所述移动平台运动，其中，所述移动平台在所述第二控制指令下的运动状态与所述实验对象的运动状态同步；
所述信息处理模块，还用于将所述实验对象的刺激反馈信息发送至所述服务器模块；
所述服务器模块，用于存储所述刺激反馈信息，并对所述刺激反馈信息进行分析，以根据分析结果对所述实验对象进行监测。
2.如权利要求1所述的基于移动平台的动物实验的移动观测系统，其特征在于，所述实验对象的运动状态信息包括所述实验对象的运动轨迹，所述实验对象的刺激反馈信息包括所述实验对象的生理信号，所述动物信息采集模块，包括支架、运动记录装置、生理监测装置，其中，
所述支架，用于固定所述实验对象的头部位置；
所述运动记录装置，用于记录所述实验对象的运动轨迹；
所述生理监测装置，用于记录所述实验对象的生理信号。
3.如权利要求1所述的基于移动平台的动物实验的移动观测系统，其特征在于，所述环境信息包括声音信息和视觉信息，所述环境信息采集模块包括摄像头和麦克风，其中，
所述麦克风，用于采集周围环境的声音信息；
所述摄像头，用于采集周围环境的视觉信息；
所述移动平台的运动状态信息包括所述移动平台的加速度信息和姿态信息、所述移动平台和周围障碍物的距离信息，所述环境信息采集模块还包括加速度和姿态传感器和距离传感器，其中，
所述加速度和姿态传感器，用于采集所述移动平台的加速度信息和姿态信息；
所述距离传感器，用于采集所述移动平台和周围障碍物的距离信息。
4.如权利要求1所述的基于移动平台的动物实验的移动观测系统，其特征在于，所述信息处理模块，包括计算模块、通信模块、本地存储模块，其中，
所述计算模块，用于对所述实验对象的运动轨迹、以及所述移动平台的加速度信息和姿态信息和所述移动平台和周围障碍物的距离信息进行处理，以生成用于控制所述平台移动驱动模块的所述第二控制指令；
所述通信模块，用于与所述服务器模块进行通信，将所述实验对象的运动轨迹、所述实验对象的生理信号、声音信息、视觉信息、所述移动平台的加速度信息和姿态信息、所述移动平台和周围障碍物的距离信息中的一种或者多种发送至所述服务器模块；
所述通信模块，还用于接收所述服务器模块发送的所述第一控制指令；
所述本地存储模块，用于本地存储接收到的各种信息。
5.如权利要求1所述的基于移动平台的动物实验的移动观测系统，其特征在于，所述反馈刺激模块，包括扬声器、电击装置、触觉反馈装置、味觉反馈装置、刺激神经电极，其中；
所述听觉反馈装置，用于给予实验对象听觉刺激；
所述电击装置和所述触觉反馈装置，用于给予实验对象触觉刺激；
所述味觉反馈装置，用于给予实验对象味觉刺激；
所述刺激神经电极，用于给予实验对象神经电信号刺激。
6.一种基于移动平台的动物实验的移动观测方法，其特征在于，包括以下步骤，
对实验对象进行刺激操作；
获取所述实验对象的状态信息、移动平台的运动状态信息和环境信息，其中，所述状态信息包括所述实验对象的运动状态信息和刺激反馈信息；
根据所述实验对象的运动状态信息、移动平台的运动状态信息和环境信息控制所述移动平台运动，其中，所述移动平台的运动状态与所述实验对象的运动状态同步；
存储所述刺激反馈信息，并对所述刺激反馈信息进行分析，以根据分析结果对所述实验对象进行监测。
7.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-6中任一所述的方法。
8.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一所述的方法。
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Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1383372A (zh) * | 2000-07-05 | 2002-12-04 | 松下电器产业株式会社 | 筛选仪器和方法,由筛选方法获得的嗅觉粘膜刺激化合物,治疗仪器和测量电极组 |
| US20100331722A1 (en) * | 2004-08-10 | 2010-12-30 | Robert Martin Caudle | Device and method for assessing operant facial pain |
| CN101960994A (zh) * | 2009-07-23 | 2011-02-02 | 卡西欧计算机株式会社 | 动物感情显示系统和动物感情显示方法 |
| CN105532489A (zh) * | 2015-12-10 | 2016-05-04 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种动物实验装置 |
| KR20180060030A (ko) * | 2016-11-28 | 2018-06-07 | 안종현 | 반려동물용 트레드밀 |
| US20190117145A1 (en) * | 2016-06-02 | 2019-04-25 | Cedars-Sinai Medical Center | Visual stimuli maze test for detecting visual abnormalities in prodromal alzheimer's disease and in alzheimer's disease |
| CN110308125A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-10-08 | 清华大学 | 三维显微层析计算摄像方法及装置 |
| CN110521617A (zh) * | 2018-05-25 | 2019-12-03 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种动物行为监测系统 |
| CN110547219A (zh) * | 2019-09-16 | 2019-12-10 | 中国人民解放军军事科学院军事医学研究院 | 用于非灵长类动物伸展抓握运动研究的机器人交互平台 |
| CN111568429A (zh) * | 2020-04-14 | 2020-08-25 | 清华大学 | 动物实验的虚拟现实系统及方法 |
-
2021
- 2021-05-13 CN CN202110521754.1A patent/CN113287540B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1383372A (zh) * | 2000-07-05 | 2002-12-04 | 松下电器产业株式会社 | 筛选仪器和方法,由筛选方法获得的嗅觉粘膜刺激化合物,治疗仪器和测量电极组 |
| US20100331722A1 (en) * | 2004-08-10 | 2010-12-30 | Robert Martin Caudle | Device and method for assessing operant facial pain |
| CN101960994A (zh) * | 2009-07-23 | 2011-02-02 | 卡西欧计算机株式会社 | 动物感情显示系统和动物感情显示方法 |
| CN105532489A (zh) * | 2015-12-10 | 2016-05-04 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种动物实验装置 |
| US20190117145A1 (en) * | 2016-06-02 | 2019-04-25 | Cedars-Sinai Medical Center | Visual stimuli maze test for detecting visual abnormalities in prodromal alzheimer's disease and in alzheimer's disease |
| KR20180060030A (ko) * | 2016-11-28 | 2018-06-07 | 안종현 | 반려동물용 트레드밀 |
| CN110521617A (zh) * | 2018-05-25 | 2019-12-03 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种动物行为监测系统 |
| CN110308125A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-10-08 | 清华大学 | 三维显微层析计算摄像方法及装置 |
| CN110547219A (zh) * | 2019-09-16 | 2019-12-10 | 中国人民解放军军事科学院军事医学研究院 | 用于非灵长类动物伸展抓握运动研究的机器人交互平台 |
| CN111568429A (zh) * | 2020-04-14 | 2020-08-25 | 清华大学 | 动物实验的虚拟现实系统及方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 方璐: "计算光场成像", 《光学学报》 * |
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|---|---|
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