基于红外光栅原理的行为学分析方法与流程

本发明涉及实验动物行为学，具体地，涉及一种基于红外光栅原理的行为学分析方法，尤其是一种应用红外光栅原理的行为学分析方法。

背景技术：

1、技术的研究与发展，需要经历众多的实验，得到最为客观、科学的实验数据尤为重要。在进行动物研究实验过程中，有进行动物行为活动节律的研究及实验，通过记录动物活动行为规律研究动物在不同环境条件下的行为模式，利用动物行为学实验评估药物对动物行为的影响，筛选出具有潜在治疗效果的药物。通过观察动物行为变化，评估药物的疗效和副作用。

2、传统实验动物行为学分析方法多仅针对单一行为（如运动或进食）进行监测，难以全面捕捉动物的复杂行为模式及各行为间的关联，且对于进食、饮水等行为，依赖人工观察或简单称重，时间间隔长且易受人为误差影响，对于睡眠、休息等行为的判断多基于主观定义（如静止时间），缺乏结合生理指标的客观依据。

3、公开号为cn116245905a的专利文献公开了一种基于身体部位追踪的动物行为学视频分析方法及系统，从需要分析的动物行为学的视频中，得到动物至少一个特定身体部位的位置，处理视频中位置信息的异常，通过动物的特定身体部位的位置信息和对应的视频的帧率，对动物社交行为进行计时，提取动物社交行为时间片段。但是该专利文献仍然存在仅针对单一行为进行监测的缺陷。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于红外光栅原理的行为学分析方法。

2、根据本发明提供的一种基于红外光栅原理的行为学分析方法，包括如下步骤：

3、分析台建立步骤：将带有实验动物的笼子放在活动监测装置上，笼子内设置有传感器组件，活动监测装置上设置有红外光栅组件；

4、进食行为分析步骤：按照预设时间间隔，通过传感器组件测量笼子内食槽的重量，根据前后两次的重量数据，分析实验动物是否存在进食行为；

5、饮水行为分析步骤：按照预设时间间隔，通过传感器组件测量笼子内水槽的重量，根据前后两次的重量数据，分析实验动物是否存在饮水行为；

6、睡眠行为分析步骤：通过红外光栅组件测量实验动物的移动，根据测得的移动数据，并结合进食行为分析步骤和饮水行为分析步骤的分析结果，分析实验动物是否存在睡眠行为；

7、休息行为分析步骤：通过红外光栅组件测量实验动物的移动，根据测得的移动数据，并结合进食行为分析步骤、饮水行为分析步骤以及睡眠行为分析步骤的分析结果，分析实验动物是否存在休息行为；

8、运动行为分析步骤：通过红外光栅组件测量实验动物的移动，根据测得的移动数据，分析实验动物是否存在运动行为；

9、行为综合分析步骤：结合进食行为数据、饮水行为数据、睡眠行为数据、休息行为数据以及运动行为数据，分析得到实验动物的行为分析结果。

10、优选的，所述进食行为分析步骤中，分析前后两个单位时间内测得的平均重量数据是否相同，若是，则判定为无进食行为，若否，则判定为有进食行为；

11、所述饮水行为分析步骤中，分析前后两个单位时间内测得的平均重量数据是否相同，若是，则判定为无饮水行为，若否，则判定为有饮水行为。

12、优选的，所述睡眠行为分析步骤中，分析实验动物在第一预设时间内的移动距离是否小于等于第一预设距离，若是，且根据传感器组件的测量数据，分析得到不存在进食行为和饮水行为，则判定为有睡眠行为，若否，则判定为无睡眠行为。

13、优选的，所述休息行为分析步骤中，分析实验动物在第二预设时间内的移动距离是否小于等于第二预设距离，若是，且根据传感器组件的测量数据，分析得到无进食行为和饮水行为，且根据红外光栅组件的测量数据，分析得到无睡眠行为，则判定为有休息行为，若否，则判定为无休息行为；

14、所述第二预设时间小于所述第一预设时间，所述第二预设距离与所述第一预设距离相同。

15、优选的，所述运动行为分析步骤中，分析实验动物在第三预设时间内的移动距离是否大于第三预设距离，若是，则判定为有运动行为，若否，则判定为无运动行为；

16、所述第三预设时间小于所述第二预设时间，所述第三预设距离与所述第二预设距离相同。

17、优选的，所述活动监测装置包括：

18、底座；

19、第一调节支架，所述调节支架设置在所述底座沿y轴方向的一端，所述调节支架上沿z轴方向设置有第一调节锯齿结构；

20、第二调节支架，所述调节支架设置在所述底座沿y轴方向的另一端，所述第二调节支架上沿z轴方向设置有第二调节锯齿结构；

21、第一检测光栅，所述第一检测光栅沿y轴方向的一端设置有第一左限位锯齿结构，所述第一检测光栅沿y轴方向的另一端设置有第一右限位锯齿结构，所述第一右限位锯齿结构能够沿y轴方向在所述第一检测光栅上移动；

22、第二检测光栅，所述第二检测光栅沿y轴方向的一端设置有第二左限位锯齿结构，所述第二检测光栅沿y轴方向的另一端设置有第二右限位锯齿结构，所述第二右限位锯齿结构能够沿y轴方向在所述第二检测光栅上移动；

23、其中，所述第一左限位锯齿结构和所述第二左限位锯齿结构能够与所述第一调节锯齿结构啮合；

24、所述第一右限位锯齿结构和所述第二右限位锯齿结构能够与所述第二调节锯齿结构啮合。

25、优选的，所述第一检测光栅沿y轴方向的一端设置有第一固定板，所述第一左限位锯齿结构设置在第一固定板上；

26、所述第一检测光栅沿y轴方向的另一端设置有第一活动板和第一紧固件，所述第一活动板能够沿y轴方向在所述第一检测光栅上移动，所述第一紧固件能够对所述第一活动板进行固定；

27、所述第一右限位锯齿结构设置在所述第一活动板上；

28、所述第一活动板上设置有第一腰型槽，所述第一腰型槽的长度方向沿y轴方向；

29、所述第一紧固件为第一紧固螺栓，所述第一紧固螺栓穿过所述第一腰型槽与所述第一检测光栅螺纹连接。

30、优选的，所述第二检测光栅沿y轴方向的一端设置有第二固定板，所述第二左限位锯齿结构设置在第二固定板上；

31、所述第二检测光栅沿y轴方向的另一端设置有第二活动板和第二紧固件，所述第二活动板能够沿y轴方向在所述第二检测光栅上移动，所述第二紧固件能够对所述第二活动板进行固定；

32、所述第二右限位锯齿结构设置在所述第二活动板上；

33、所述第二活动板上设置有第二腰型槽，所述第二腰型槽的长度方向沿y轴方向；

34、所述第二紧固件为第二紧固螺栓，所述第二紧固螺栓穿过所述第二腰型槽与所述第二检测光栅螺纹连接。

35、优选的，所述第一检测光栅位于所述第二检测光栅的下方；

36、所述第一检测光栅用于x轴方向和y轴方向的检测，所述第二检测光栅用于z轴方向的检测；

37、所述底座用于放置饲养笼；

38、当所述饲养笼放置在所述底座时，所述第一检测光栅和所述第二检测光栅环绕在所述饲养笼的周侧；

39、所述第一检测光栅为矩形框结构，所述第二检测光栅为缺一短边的矩形框结构。

40、优选的，所述调节支架上沿z轴方向设置有第一刻度线，所述第一刻度线邻近所述第一调节锯齿结构设置；

41、所述第二调节支架上沿z轴方向设置有第二刻度线，所述第二刻度线邻近所述第二调节锯齿结构设置。

42、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

43、1、本发明通过红外光栅组件与传感器组件的协同，同时实现进食、饮水、睡眠、休息、运动5类核心行为的监测，避免单一指标的片面性。

44、2、本发明可挖掘不同行为间的潜在关联，如运动前后的进食量变化、睡眠质量对饮水频率的影响等，为研究动物生理节律、行为动机提供更立体的数据支撑。

45、3、本发明中的红外光栅和重量传感器均为非接触式监测，无需对动物进行标记或植入传感器，避免侵入性操作对动物行为的干扰，确保数据反映自然状态下的真实行为。

46、4、本发明可结合红外光栅测量的自主活动轨迹结合喂食、饮水、排泄等生理指标的监测，对实验动物或动物疾病模型整体的行为活动节律进行分析。