【源码】基于Arduino和Bonsai的辉虫跟踪与刺激系统

项目简介

本项目是用于研究雄性辉虫对模拟雌性辉虫光辉刺激反应的跟踪与刺激系统。能对固定辉虫进行行为记录，精确控制刺激相对于辉虫的位置、强度和持续时间，为辉虫行为研究提供数据支持。

项目的主要特性和功能

行为跟踪

• 用两个正交放置的光学鼠标传感器，通过记录辉虫在聚苯乙烯球上行走时球的运动推断其行走行为。
• 借助Arduino Due和Arduino IDE以约60fps的速度记录光学鼠标的x和y位移。
• 用Bonsai软件保存光学鼠标和红外相机的数据并添加时间戳。

刺激呈现

• 通过与雌性辉虫发光波长相似的LED阵列，为辉虫提供模拟刺激，可覆盖辉虫约180°的侧向视野。
• 利用Arduino IDE设置和记录LED的强度和持续时间，用Bonsai软件保存LED信息及时间戳。

数据处理与分析

• 处理光学鼠标记录的原始数据，计算平均x位移、角位移等实验变量。
• 用步进电机对光学鼠标进行校准，计算校准因子将位移和速度转换为实际值。

安装使用步骤

步骤一：环境准备

确保计算机安装Arduino IDE（v1.8.15）和Bonsai软件。准备好Arduino Due、两个Logitech M500光学鼠标、LED、LED控制器、步进电机、Arduino Uno、红外相机等硬件。

步骤二：硬件连接

• 两个光学鼠标分别连到两个Arduino Due，Arduino Due连到计算机USB端口。
• LED连到LED控制器，LED控制器连到计算机USB端口。
• 红外相机连到计算机USB端口。

步骤三：软件配置

• 打开Arduino IDE，上传MouseController_1.ino文件记录光学鼠标位移，上传LED_array_intensity_baseline.ino文件设置和记录LED的强度和持续时间。
• 打开Bonsai软件，导入OneCam_TwoMouse.bonsai文件保存光学鼠标和相机的数据，导入LED.bonsai文件保存LED信息。

步骤四：辉虫固定与实验设置

• 用特定材料将雄性辉虫固定在聚苯乙烯球上。
• 设置实验参数，如刺激的位置、强度和持续时间。
• 开始实验，记录辉虫的行为数据。

步骤五：数据处理与分析

• 用校准因子将光学鼠标记录的位移和速度转换为实际值。
• 对处理后的数据进行进一步分析，如计算实验变量、绘制图表等。

下载地址

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