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想和爱犬对话?那你一定要有一件这样的背心
查字典地理网 来源|2019-07-24 发表|教学分类:地理科普

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事实证明,狗狗的学习不分年龄。即便是老态龙钟,或者至少步入中年,狗狗们依然可以学会新技巧。在没有任何声音和视觉信号的情况下,一只名叫Tai的混血拉布拉多犬可以根据指令,完成转身、后退、趴下和过来等动作,指令靠背心里的遥控振动传达给狗。这件狗狗背心由内盖夫的本古里安大学的以色列科学家设计研发。

上周,在东京的IEEE世界触觉大会上,研究人员展示了这项成果。他们表示,背心柔和的振动马达和声音指令一样有效。当然,Tai之所以学的这么快,离不开它最爱的香肠切片的帮助。

触觉技术,顾名思义,指的是与触觉有关的一切技术。研究的首席著者、本古里安大学的博士候选人Yoav Golan解释说,触觉狗背心正应用了这项技术。Tai还是一只活泼好动又可爱的小狗时,没有通过导盲犬考试,Golan从那时起就成了它的主人。

研究团队写道:“到目前为止,人类与工作犬的交流主要还是靠视觉和听觉。”但搜救犬和追踪犬总会和训导员有一定距离,它们的工作环境往往在瓦砾之下,空间狭小,看不见,听不到。触觉背心则不受这些条件的限制,照样可以发送指令。在执行需要保持安静的秘密任务时,也适合采用振动指令。

同样的,对于警犬和军犬而言,触觉背心也很实用,尤其是当它们身处嘈杂的地方,比如在枪声四起的冲突地区,声音交流非常困难。Golan说,训导员,甚至狗“有时在喧嚣的地方会戴上护耳套,保护听力,比如在飞行中”。

除此之外,任何人都可以发出触觉信号,打破语言的隔阂。6岁的Tai是拉布拉多犬和德国牧羊犬的混血,它能听懂希伯来语的口头命令,但英语就不行了。有了遥控器,说任何语言的人都可以发布指令。狗也许会适应特定训导员的声音,但对于振动指令则不受限。

犬类专家Will Powell说:“我认为,在追踪犬身上运用这种振动技术,有着巨大的前景。” Powell负责为非洲野生动物基金会和非洲的其他反偷猎项目训练嗅探犬。

Powell没有参与这项新研究,他补充说:“狗通过感觉来探知周围的环境,而触觉对于它们来说,是非常重要的一种感觉。远距离作业的工作犬都会得益于这项技术。”

至于普通家庭,主人们则可以通过这种背心召唤和指挥爱犬。比如,主人只要按下按钮,就能让独自在外漫步的爱犬回家。Golan表示,有语言障碍的主人、听力受损的狗,都能通过这种振动背心交流。

实战演习

现在市面上有振动狗项圈,但它们发出的信号并不精确,而且常被用作具有威慑性的“电击项圈”,阻止狗狂吠或扑咬等行为,而不是训练狗执行各种特定指令。

新研究进一步延伸了之前的工作:评估无痛振动在训练狗方面的应用情况,其中包括2017年的一篇论文。这篇文章测试了触觉指令对于不同大小、品种、皮毛类型的狗的有效程度。

在最近的研究中,以色列团队在背心内为振动马达安置了一个特殊的矩形“包装”。这个“包装”长约3.8厘米,带有细长的结点,可以穿过狗的皮毛,更好地接触到皮肤。这些结点能更有效地将振动传送到狗的臀部和肩部附近的骨质区域,而且无需剃毛。这个设计的灵感来自研究合著者、神经科学家Ben Serota。他用过一种梳子状的“干电极”,贴在病人头上,不用剃头发。

Tai已经掌握四种声音指令,分别是转身、过来、趴下和后退,所以教会它执行相关的触觉指令“并不算什么”。Golan说,这只“机灵,但又不是特别聪明的”狗最先学会的触觉指令是转身,或者说绕圈圈,用了差不多一个小时。第二个是指令,趴下,用的时间更长,部分原因在于科学家不得不调整马达在Tai的臀部的位置,让它能感觉到振动。Tai学会第三个指令,过来,用了15分钟。

Golan在Tai身上测试了低频震动,Tai毫无反应,这说明Tai并不是因为人类的肢体语言有反应,而只对触觉有反应。指令由幕后的的操作员随机发出,在狗狗面前的训犬员并不知道指令的具体内容,但可以观察Tai作何反应。

研究结果显示,狗会把不同指令与马达的振动联系起来,这四个马达分别安置在每条腿上方附近。Tai还能区别稳定的振动和脉冲,这说明狗有可能学会不同复杂程度的指令。

“一个真正的好孩子”

为了这次研究,Tai成为以色列唯一在政府注册的研究犬。在实验前,研究人员用了几个月时间,才获得本古里安大学动物研究伦理委员会和以色列卫生部的批准。大学还安排了兽医,负责检查动物实验和实验条件。

触觉设备包括背心和马达,总重大约450克,对于35公斤的Tai而言,简直微不足道。实验无创无痛,Golan先在自己身上测试了马达,他说感觉就像手机振动。Tai没有表现出不舒服,有充足的时间休息,并得到了正面激励式强化以及食物作为奖励。在论文中,研究团队称Tai是个“真正的好孩子”。

Golan还设想了其他研究,以测试不同大小、品种、年龄、皮毛类型和训练背景的狗对触觉背心的反应。比如,没有受过任何训练的狗会对触觉信号做出反应吗?对全新的命令又会作何反应呢?

在他的设想中,在将来,当触觉信号发出提问时,经过训练的狗可以通过咬背心的某个部分,来进行远程双向交流。Golan还设想,或许狗可以背着机械手臂,进行远程作业,从而把狗的机动性与机器的精确度结合起来。

幸运的是,Tai在本古里安大学的机器人实验室很受欢迎,它是那里的非正式吉祥物。而且Golan告诉我们,实验室并不缺犬类实验对象。

“很多学生都带着爱犬跃跃欲试。”

 

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