小白鼠的行为训练

胡逸然 10300190004
葛路韡 10300190003

本项目与医学院的禹永春教授合作，目的是利用如图的一套实验仪器，通过一系列的操作规范、奖惩机制，训练和研究小白鼠的规范行为。
项目参与者负责的工作主要是利用LabVIEW编写一个实验进程监控系统，让实验人员能够通过电脑上的虚拟仪器（VI）控制实验进程、调整实验参数以及查看并记录实验结果。简而言之，我们的任务就是创建一个人类与实验硬件的交互系统。当然，除了编写计算机软件外，我们还会负责部分的硬件部分，主要是计算机信号的发送和采集。

10300190003_葛路韡10300190004_胡逸然小白鼠行为训练项目.pptx

(注：医学院的实验还没有开展，这里是一份项目报告的演示文稿，大致介绍了项目的情况，有些细节与现状可能有少许出入） 2013/9/10
(注：其实呢，压缩包主要是做展示用的。操作说明有兴趣可以看一看；而软件的运行需要硬件配合，并且默认路径都是针对实验所用的电脑，否则下下来运行也是会报错的） 2013/10/11

略去一些琐碎的细节（诸如增加了一个略有不同的训练步骤，修改了小鼠的行为评价标准，修改了数据记录的操作），最新的软件成果附在下方。可喜的是小鼠已经可以正常实验了！感谢曹军伟同学发来了一段实验视频，小鼠学习能力还是很强的。实验的顺利是对我们莫大的鼓励！
小白鼠软件3.3.rar
软件运行示例.avi 2013/11/13

欢迎大家关注本项目的实时进展，本版块会尽可能实时更新项目当前近况。

—- 昨日，我们前去参观了禹永春教授在枫林校区的实验室。他们实验室的主要研究对象是脑神经系统，实验室的设备看起来很高端很霸气，这个小白鼠的训练项目是其中的一个部分。禹教授带我们参观了本项目的实验室，并简单讲解了实验的目的与程序。然后我们就一些具体的细节内容，比如实验面板的可控参数、实验数据记录方式等进行了讨论，现在我们这边大致了解了他们对于我们要做的VI的要求和期望。虽然听起来可能很简单，但是项目较为庞大，涉及四个进程，具体应用中怕是会出现很多问题需要研究的。目前整个实验室还处于雏形，主要的实验装置仍在外面（没记错的话是中科院）制作中，所以我们对已有的实验仪器进行了接口测试，即确定电脑与仪器交互的AD卡是否能够驱动硬件，已确认的硬件有：

激光系统
Puff（吹气）系统

另外有红外发射和接收LED（用以制作光电门）和控制水的电磁阀（12V）驱动，由于硬件不足当时无法进行测试，这两样我们带回了样本放在物理系实验室，做两天可在这里进行测试。脑电信号记录装置可输出多道模拟信号，而我们的AD卡仅8道模拟输入，禹教授说多道记录有专门的设备，不用AD卡记录，但是为了使得脑电信号的记录数据与我们的监控VI的记录数据能够进行对照，需要在AD卡输入若干道脑电信号作为对照参考。
-胡逸然 2013/5/18

上图是Puff系统的前面板，可以由AD卡的数字输出口驱动，Puff系统内部自带Timer，不需要额外设置吹气时间。

上图是电磁阀以及禹教授实验室为了驱动它所用的12V蓄电池，还没有安装完成。目前我们还在研究如何用Mosfet管放大电路驱动电磁阀。

上图是激光系统的背面板和激光输出的光纤，光纤会发出蓝色激光刺激小鼠的脑部。
-葛路韡 2013/5/18 21:11

step_3流程图.pdf
-葛路韡 2013/5/18 22:05

小白鼠行为训练项目日志5-22.pdf
several_vis.rar
-葛路韡 2013/5/22 23:30

phase_1_-_4.rar
小白鼠项目日志6.5.pdf
-葛路韡 2013/6/5 16:11

小白鼠软件测试版1.1.rar
我们于6月7日下午到枫林校区给禹老师演示了我们目前的成果与进展，由于真正的小白鼠实验仪器还没有到位，目前一切都信号输入输出的演示都通过面包板上的开关和LED发光二极管完成。老师对成果大体满意，并提出了对激光的发光模式做一些变化（改为频闪）以及优化第二部的给水操作。据此要求，现上传新版的应用程序。
-葛路韡 2013/6/13 10:45

我们与7月1日下午再次去了枫林校区，这次主要是将整合了脑信号扫描和4个phase的程序带过去，不过phase2编译出来的结果出了点小问题，有待排查。固定小白鼠的仪器已经到位，现在禹老师准备购买国外的探测小白鼠舔水的光电门装置，并且可以直接输出TTL信号，大大简化了我们的工作。驱动电磁阀电路的工作，在取得了禹老师朋友的联系方式之后，很快就可以开展。目前要做的是完善程序的文件操作。
禹老师提出的另一个要求是对小白鼠行为的正确与否给予记录并评级，对此我给出了初步方案的设想与制定，大体如下表。

有进一步改动会再贴在网上。
-葛路韡 2013/7/1 23:15

此次更新的最新版小白鼠软件中，为每一个步骤加入了信号文件的tdms文件记录，同时在Phase3和4内加入了实时记录小白鼠行为字母等级评价的表格，评价标准和之前给出的图基本一致。
此版本中暂时禁用了脑信号扫描，原因是采样率较高的扫描时常导致板载内存溢出，可能是硬件问题，有待进一步解决。
胡逸然已将驱动电磁阀的电路设计出来并且调试成功，稍后我会将电路图挂到网上。
小白鼠软件测试版1.42.rar
-葛路韡 2013/7/18 14:50

从国外购置的舔舐系统到货，经过实测，原配的电路板参数不符合要求，经过修改参数并调试，已经正常工作。同时，由于脑信号的具体记录医学院有相关仪器，我们的软件中只需要1条通道进行1kHz的采样率扫描作为比对，故在这方面对软件进行了修改，这里给出软件最新版本，下图是舔舐系统光电门。

小白鼠软件测试版1.6.rar
-葛路韡 2013/9/10 14:25

上周五（9/10）医学院那边按我们要求做的电路板已经完成，前去调试。发现驱动电磁阀的电路中继电器参数不对，无法驱动，而舔舐系统电路焊接错误。我们只能自行在原有基础上重焊电路，所幸最终修改成功。舔舐系统以及软件对信号的灵敏度还有待调试。电路板太丑，这次就不上图了。
-葛路韡 2013/9/16 10:35

软件已经要开始测试了，今天趁着有时间把界面变得稍微整齐一点，不过受限于LabVIEW蛋疼的控件操作以及设计，改善十分有限。由于不在学校，暂时不能编译成可执行文件，这里上传软件vi，连子vi都没有。
小白鼠软件测试版1.61.rar
小白鼠软件1.61_for_labview11.rar
-葛路韡 2013/9/19 21:39

software_2.0_manual.rar
以上是基本上完工的软件，版本姑且定为2.0，压缩包中除了可执行文件之外还有一份软硬件操作说明。尽管之后医学院进行实验的过程中可能发生一些问题有待解决，但当前作出来的东西应该足够放在这一板块作为成果了
-葛路韡（转移自项目成果，时间不可考）