[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

权利要求书

1.一种非人灵长类触觉研究的自动化训练装置，其特征在于，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；

该非人灵长类触觉研究的自动化训练装置还包括：神经信号采集器和神经电刺激器，所述神经信号采集器用于同步采集实验动物有触觉感受时的神经信号，所述神经电刺激器用于对实验动物特定脑区进行电刺激；

所述第二层的抓握目标物体包括：抓握目标球体、抓握目标三角体和抓握目标正方体，分别固定在第二层的三个第一电动直线推杆的前端；所述第三层的判断选择目标物体包括：选择目标球体、选择目标三角体和选择目标正方体，共同固定在第三层的第二电动直线推杆上。

2.根据权利要求1所述的非人灵长类触觉研究的自动化训练装置，其特征在于，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。

3.根据权利要求1所述的非人灵长类触觉研究的自动化训练装置，其特征在于，所述压力传感器为FSR压力传感器。

4.根据权利要求1所述的非人灵长类触觉研究的自动化训练装置，其特征在于，所述微控制器包括：微处理器、电源单元、通讯单元、信号采集单元、提示灯输出控制单元、电机控制单元、给水控制单元、声音控制单元和状态判断单元。

5.一种如权利要求1至4中任一项所述的非人灵长类触觉研究的自动化训练装置的训练方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，将动物固定在动物座椅上，开始训练时，建立PC机与微控制器的串口连接，选择训练模式并设置相应训练参数；

将第一层的提示灯点亮，提示动物任务开始，动物根据此提示按压最底层的压力传感器，在此过程中微控制器实时采集压力传感器的状态信号判断第一层的传感器是否被触碰，如果有被触碰，则第一层提示灯灭并点亮第二层提示灯，同时第二层的电动直线推杆中的随机一个向前推动并呈现该电动直线推杆前端的目标抓握物体；如果没有被触碰，则一直处于等待状态；

第二步，第二层提示灯点亮后提示实验动物抓握第二层呈现的抓握目标物体，如果抓握目标物体被成功抓握，则第二层提示灯灭并点亮第三层的提示灯，同时第三层的电动直线推杆向前推进且第二层呈现目标物体的电动直线推杆向后缩回；如果抓握目标物体未被成功抓握或者设定时间内动物未进行抓握则微控制器延时一段时间后进入下一次训练并向PC机发送任务失败的信息；

第三步，第三层提示灯点亮后提示动物抓握第三层的判断选择目标物体，如果正确的判断选择目标物体被成功抓握，微控制器发送给水命令给电磁阀进行给水奖励，同时第三层提示灯灭且第三层的电动直线推杆向后缩回；如果错误的判断选择目标物体被抓握或者设定时间内动物未进行抓握则微控制器延时一段时间后进入下一次训练并向PC机发送任务失败的信息，同时第三层的提示灯灭且第三层推杆向后缩回；

第四步，PC机接收微控制器发送的任务状态信息并在显示器上进行显示，完成一次训练；且整个训练过程由摄像机监控，画面实时显示在显示器上。