[发明专利]动物实验的虚拟现实系统及方法

说明书

本发明公开了一种动物实验的虚拟现实系统及方法，其中，系统包括：本地驱动模块，用于将刺激作用于实验动物；本地信息采集模块，用于采集实验动物的生理和行为状态；移动驱动模块，用于驱动移动平台的运动；移动信息采集模块，用于采集周围信号；服务器模块，用于根据实验动物的生理和行为状态生成移动驱动模块的控制指令，以驱动移动平台的运动，并且根据周围信号生成本地驱动模块的控制指令，以将刺激作用于实验动物。根据本发明实施例的系统，创建了一种有效、快速的固定动物的行为学实验范式；能够经济高效地扩展现有测量仪器的功能，具有实现行动小鼠高精度生理参数测量的能力。

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，特别涉及一种动物实验的虚拟现实系统及方法。

背景技术

研究动物在自然环境下的行为方式是生命科学的重要目标。然而，随着生命科学的飞速发展，大量在体测试指标都只能通过实验室的大型仪器获得，难以模拟动物生长的自然环境。以显微镜为例，大多数生命科学研究使用的荧光显微镜重达几十公斤到上百公斤，并且只能对固定的实验动物成像。这样的仪器显然难以应用到自然环境中。

相关技术中，为了观测自然环境中的动物行为的神经科学机制，目前有两种方法：一种是将现有的实验仪器小型化，例如头戴式的迷你光学显微镜可以用于研究小鼠的社交等行为；另一种是利用虚拟现实技术，使用电脑程序模拟实验动物的实验环境，在虚拟环境中实现迷宫等实验范式。

然而，上述自然环境中的动物观测方法具有各自缺陷：小型化实验设备往往会降低实验仪器的性能，无法充分利用实验仪器的优势；基于电脑程序的虚拟现实技术只能实现几个固定的动物实验，且难以和真实世界中的实验进行对照。

发明内容

本发明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，本发明的一个目的在于提出一种动物实验的虚拟现实系统，该系统可以经济高效地扩展现有测量仪器的功能，具有实现行动小鼠高精度生理参数测量的能力。

本发明的另一个目的在于提出一种动物实验的虚拟现实方法。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种动物实验的虚拟现实系统，包括：本地驱动模块，用于将刺激作用于实验动物；本地信息采集模块，用于采集所述实验动物的生理和行为状态；移动驱动模块，用于驱动移动平台的运动；移动信息采集模块，用于采集周围信号；服务器模块，用于根据所述实验动物的生理和行为状态生成所述移动驱动模块的控制指令，以驱动所述移动平台的运动，并且根据所述周围信号生成所述本地驱动模块的控制指令，以将刺激作用于所述实验动物。

本发明实施例的动物实验的虚拟现实系统，通过本地端和移动端的实时通信，创建了一种有效、快速的固定动物的行为学实验范式；能够经济高效地扩展现有测量仪器的功能，具有实现行动小鼠高精度生理参数测量的能力。

另外，根据本发明上述实施例的动物实验的虚拟现实系统还可以具有以下附加的技术特征：

可选地，在本发明的一个实施例中，所述本地信息采集模块包括：姿态摄像头，用于记录所述动物不同部位的姿态信息和面部表情信息；第一麦克风，用于记录所述动物发出的声音信息；运动记录装置，用于记录所述动物的运动轨迹；显微镜和神经电极，用于记录所述动物的神经元信号；触觉记录装置，用于记录所述动物舌头接触位置。

可选地，在本发明的一个实施例中，所述本地驱动模块包括：显示器，用于给予所述动物视觉刺激；扬声器，用于给予所述动物听觉刺激；电击装置和触觉反馈装置，用于给予所述动物触觉刺激；味觉反馈装置，用于给予所述动物味觉刺激。

可选地，在本发明的一个实施例中，所述移动驱动模块包括：智能小车平台，用于按照所述动物的运动轨迹移动所述移动平台；扬声器，用于对外界播放所述动物的发出声音。