一种基于生物反馈的智能足部电击系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于生物反馈的智能足部电击系统，包括智能控制装置、生物反馈装置、电击控制装置以及动物行为监控装置，其中，所述的生物反馈装置，用于采集动物的生理活动信息和心理活动信息，所述的生理活动信息包括心跳数据，所述的心理活动信息包括活动数据；所述的动物行为监控装置，用于采集动物的行为信号，分析得到行为学数据；所述的智能控制装置，用于根据所述的生理活动信息、心理活动信息以及行为学数据生成电击指令；所述的电击控制装置，用于根据所述的电击指令对动物进行电击。本发明专利技术实现了特定区域和时间阶段的智能足部电击。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于行为学
，特别是关于行为学的研究设备，具体的讲是一种基于生物反馈的智能足部电击系统。
技术介绍
大鼠或小鼠等生物体本身可以看作一个电阻，当给予一定电压时，将会产生电流，这种电流达到一定强度会造成不适甚至厌恶、恐惧等心理和生理反应，比如在行为上由于厌恶会产生逃避、冻结、飞奔、甩尾等反应，在生理上会出现皮质酮上升、心跳加快等反应。这种恶性刺激一般在神经科学领域用于研究奖赏和惩罚的神经机制以及条件恐惧和记忆的神经环路研究。在行为学上探究大小鼠的厌恶反应一般采取电击的方式。电击对于大小鼠而言是一个强烈的恶性刺激。实时位置偏好和条件恐惧行为学装置等都利用了动物对于恶性刺激的回避反应进行科学研究。实时位置偏好是将动物置于有恶性刺激或者正性刺激和中性刺激的两个或三个连通的实验箱中，通过看动物在哪种环境下的实验箱停留的时间来读取动物厌恶或喜好的心理活动，这个一般用于研究奖赏神经机制。另一种相似的装置是条件恐惧行为学装置，该装置可以将声音或者环境信息作为非条件刺激结合上足部电击作为条件刺激来研究动物对于恶性刺激的条件性恐惧习得。但是以上的两种实验装置对于恶性刺激的时间和空间的调控是不够精细的。在大小鼠的生理反应上一般用心率变化反映动物的心理状态，在恐惧、焦虑的状态下，动物的心跳会出现显著增加。但是这种增加无法完全指示出动物的“心理”反应，最好的方案还是需要结合神经元的活动来评估动物的心理状态。实时位置偏好和足部电击箱一方面无法实现特定时间和空间的足部刺激，这两种装置只能选择大范围空间的足部电击，这样的足部电击只适用于行为学装置内无选择的电击，比如当一个装置中只有一只小鼠时是没有问题，但是当装置中有2只或以上的小鼠时，无法进行选择性的特定空间和时间的刺激。另一方面，这两种行为学装置无法做到智能调控刺激的强度，对于动物某些特定的行为和生理状态无法进行灵敏的反馈从而控制电击。一般只能人为设定一个程序按照特定的时间间隔和强度来实施电击，然而小动物是处于一种连续运动状态，因此这样的特定的程序不能根据动物即时的行为反应和生理、心理状态实时进行调整，只能程序化地实施电击。对于小鼠特定的活动状态，如静止还是跳跃还是奔跑，以及特定心理状态，是在注意、判断、决策还是恐惧、开心或者悲伤，无法进行实时、精确的电击控制。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种基于生物反馈的智能足部电击系统，包括智能控制装置、生物反馈装置、电击控制装置以及动物行为监控装置，从生物反馈装置和行为学监控装置获得动物的生理、心理状态和行为状态的数据，智能控制装置将这些数据整合转化为计算机语言向电击控制装置发出电击指令，实现对于动物的智能化足部电击效果，通过将动物行为和生理指标反馈通过智能控制装置的信号转换，变成可实现的电压有无和幅度的控制，再利用可选择的电击控制装置实现对于动物的在活动箱体中给予特定时间和空间的足部电击，实现了特定区域和时间阶段的智能足部电击。本专利技术的目的是，提供一种基于生物反馈的智能足部电击系统，所述的系统包括智能控制装置、生物反馈装置、电击控制装置以及动物行为监控装置，其中，所述的生物反馈装置，用于采集动物的生理活动信息和心理活动信息，所述的生理活动信息包括心跳数据，所述的心理活动信息包括活动数据；所述的动物行为监控装置，用于采集动物的行为信号，分析得到行为学数据；所述的智能控制装置，用于根据所述的生理活动信息、心理活动信息以及行为学数据生成电击指令；所述的电击控制装置，用于根据所述的电击指令对动物进行电击。在本专利技术的优选实施方式中，所述的生物反馈装置包括心率探测仪、电极以及多通道信号分析模块，其中，所述的心率探测仪，用于读取动物的心跳数据；植入到动物的脑内靶区的电极，用于记录动物神经元的活动数据；所述的多通道信号分析模块，用于收集并整合所述的心跳数据以及活动数据，并将所述的心跳数据以及活动数据传输至所述的智能控制装置。在本专利技术的优选实施方式中，所述的动物行为监控装置包括摄像机、视频采集卡以及行为分析模块，其中，所述的摄像机，用于拍摄动物在电击实验箱中的行为信号，所述的行为信号包括特定动作、动作持续时间、动作发生时间以及空间信息，并将所述的行为信号通过所述的视频采集卡传输至所述的行为分析模块；所述的行为分析模块，用于分析所述的行为信号得到行为学数据，并将所述的行为学数据传输至所述的智能控制装置。在本专利技术的优选实施方式中，所述的智能控制装置包括：第一获取模块，用于获取动物的生理活动信息以及心理活动信息；第二获取模块，用于获取动物的行为学数据；编码模块，用于对所述的行为学数据进行编码，得到编码后的行为学数据；电击指令生成模块，用于分析所述的生理活动信息、心理活动信息以及编码后的行为学数据，生成电击指令。在本专利技术的优选实施方式中，所述的电击控制装置包括与所述的智能控制装置相连接的信号输入线、与所述信号输入线相连接的电源、与所述电源相连接的导线以及与所述导线相连接的足部电击板。在本专利技术的优选实施方式中，所述的足部电击板包括电路板以及多条导电不锈钢条，所述的导电不锈钢条并排排列。在本专利技术的优选实施方式中，所述的导线为多条。在本专利技术的优选实施方式中，所述的导电不锈钢条与所述的导线的个数相同，且一一对应连接。在本专利技术的优选实施方式中，所述的导电不锈钢条之间的间隔为2.5毫米。在本专利技术的优选实施方式中，所述的导电不锈钢条为16根。在本专利技术的优选实施方式中，所述的导电不锈钢条的直径为6毫米、长度为180毫米。本专利技术的有益效果在于，提供了一种基于生物反馈的智能足部电击系统，从生物反馈装置和行为学监控装置获得动物的生理、心理状态和行为状态的数据，智能控制装置将这些数据整合转化为计算机语言向电击控制装置发出电击指令，实现对于动物的智能化足部电击效果，通过将动物行为和生理指标反馈通过智能控制装置的信号转换，变成可实现的电压有无和幅度的控制，再利用可选择的电击控制装置实现对于动物的在活动箱体中给予特定时间和空间的足部电击，实现了特定区域和时间阶段的智能足部电击。为让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种基于生物反馈的智能足部电击系统的结构框图；图2为本专利技术实施例提供的一种基于生物反馈的智能足部电击系统中生物反馈装置的结构框图；图3为本专利技术实施例提供的一种基于生物反馈的智能足部电击系统中动物行为监控装置的结构框图；图4为本专利技术实施例提供的一种基于生物反馈的智能足部电击系统中智能控制装置的结构框图；图5为本专利技术实施例提供的一种基于生物反馈的智能足部电击系统中电击控制装置的结构框图；图6为本专利技术提供的具体实施例中基于生物反馈的智能足部电击系统的结构示意图；图7为本专利技术提供的具体实施例中电击控制装置的连接示意图；图8为本专利技术提供的具体实施例中选择性电击的电路板和导电金属棒组合示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于生物反馈的智能足部电击系统，其特征是，所述的系统包括智能控制装置、生物反馈装置、电击控制装置以及动物行为监控装置，其中，所述的生物反馈装置，用于采集动物的生理活动信息和心理活动信息，所述的生理活动信息包括心跳数据，所述的心理活动信息包括活动数据；所述的动物行为监控装置，用于采集动物的行为信号，分析得到行为学数据；所述的智能控制装置，用于根据所述的生理活动信息、心理活动信息以及行为学数据生成电击指令；所述的电击控制装置，用于根据所述的电击指令对动物进行电击。

【技术特征摘要】
1.一种基于生物反馈的智能足部电击系统，其特征是，所述的系统包括智能控制装置、生物反馈装置、电击控制装置以及动物行为监控装置，其中，所述的生物反馈装置，用于采集动物的生理活动信息和心理活动信息，所述的生理活动信息包括心跳数据，所述的心理活动信息包括活动数据；所述的动物行为监控装置，用于采集动物的行为信号，分析得到行为学数据；所述的智能控制装置，用于根据所述的生理活动信息、心理活动信息以及行为学数据生成电击指令；所述的电击控制装置，用于根据所述的电击指令对动物进行电击。2.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的生物反馈装置包括心率探测仪、电极以及多通道信号分析模块，其中，所述的心率探测仪，用于读取动物的心跳数据；植入到动物的脑内靶区的电极，用于记录动物神经元的活动数据；所述的多通道信号分析模块，用于收集并整合所述的心跳数据以及活动数据，并将所述的心跳数据以及活动数据传输至所述的智能控制装置。3.根据权利要求2所述的系统，其特征是，所述的动物行为监控装置包括摄像机、视频采集卡以及行为分析模块，其中，所述的摄像机，用于拍摄动物在电击实验箱中的行为信号，所述的行为信号包括特定动作、动作持续时间、动作发生时间以及空间信息，并将所述的行为信号通过所述的视频采集卡传输至所述的行为分析模块；所述的行为分析模块，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周春然，王立平，黄康，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44