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自主活動(dòng)轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的研發(fā)原理分析
自主活動(dòng)轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)是嚙齒類(lèi)動(dòng)物自主運(yùn)動(dòng)裝置，由轉(zhuǎn)輪組件、籠體、以及轉(zhuǎn)動(dòng)方向速度傳感器組成，是研究動(dòng)物生活節(jié)律實(shí)驗(yàn)工具，也可已選配投食器，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)獎(jiǎng)賞實(shí)驗(yàn)。在這種構(gòu)型中，籠內(nèi)動(dòng)物長(zhǎng)期活動(dòng)的信息，如跑輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向、轉(zhuǎn)數(shù)、累計(jì)總行程等，能夠使用編碼器進(jìn)行長(zhǎng)度計(jì)記錄。
自主活動(dòng)轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)由轉(zhuǎn)輪實(shí)驗(yàn)籠和智能轉(zhuǎn)輪控制實(shí)驗(yàn)儀兩部分組成，轉(zhuǎn)輪實(shí)驗(yàn)籠提供了小動(dòng)物棲息和運(yùn)動(dòng)的環(huán)境設(shè)施，只允許一只大鼠/小鼠做實(shí)驗(yàn)研究。智能轉(zhuǎn)輪控制實(shí)驗(yàn)儀是小動(dòng)物轉(zhuǎn)輪運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)籠的控制設(shè)備，通過(guò)其控制面板可以進(jìn)行速度、訓(xùn)練時(shí)間，運(yùn)動(dòng)行程長(zhǎng)度顯示、睡眠剝奪時(shí)間間隔和轉(zhuǎn)論循環(huán)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間等參數(shù)的設(shè)定，使用者可以依據(jù)研究項(xiàng)目自行靈活的設(shè)定速度和訓(xùn)練時(shí)間等參量，在小動(dòng)物整個(gè)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)期間無(wú)須人員值守。
自主活動(dòng)轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)從數(shù)據(jù)流的角度，要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化獲取精準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)指標(biāo)，需要在數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)挖掘兩方面入手，而數(shù)據(jù)獲取又分為原始數(shù)據(jù)獲取和數(shù)據(jù)初步分析，這些依賴硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)。通常，我的做法是，通過(guò)硬件優(yōu)化提升，以簡(jiǎn)化算法設(shè)計(jì)，即硬件簡(jiǎn)化軟件。
實(shí)驗(yàn)體行為狀態(tài)分析普遍應(yīng)用在生命科學(xué)、心理學(xué)等不同領(lǐng)域，是對(duì)實(shí)驗(yàn)體的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)，也是獲取科研成果的重要方式，具有重要的研究意義。提出的實(shí)驗(yàn)體行為狀態(tài)分析系統(tǒng)將監(jiān)測(cè)階段得到的中心坐標(biāo)集合P和目標(biāo)框長(zhǎng)寬集合S導(dǎo)入，通過(guò)對(duì)這兩個(gè)數(shù)據(jù)集的處理得到實(shí)驗(yàn)體在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中實(shí)時(shí)的生存狀態(tài)，包括其速度、位置、區(qū)域、運(yùn)動(dòng)時(shí)間等基本活動(dòng)參數(shù)的監(jiān)測(cè)，研究分析實(shí)驗(yàn)體在各個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)域的適應(yīng)度，實(shí)驗(yàn)體實(shí)時(shí)的生存狀態(tài)以及實(shí)驗(yàn)體當(dāng)前行為這三個(gè)高級(jí)的行為學(xué)分析指標(biāo)，用于詳細(xì)描述實(shí)驗(yàn)體的行為狀態(tài)，便于研究人員實(shí)時(shí)了解實(shí)驗(yàn)情況和實(shí)驗(yàn)效果。