闭环控制

智能闭环
行为检测系统

深度融合计算机视觉、边缘算力与灵活触发逻辑:实时追踪位置与姿态,识别自定义行为,并按规则即时驱动光遗传、电生理与记录设备,完成检测—干预闭环。

智能闭环式行为检测系统
单视角顶部行为采集
多只动物并行追踪
TTL事件同步触发
开放接口标准化 TTL · 光遗传 / 电生理 / 成像

研究背景

传统方法难以支撑因果闭环

被动观察已难支撑因果研究:检测滞后、系统割裂、范式僵化与算法脆弱,共同限制了闭环反馈的实时性与精度。

检测手段滞后

人工观察主观低效;红外等简单传感难捕捉精细、偶发行为,也难处理多动物互动。

集成度低

追踪与刺激系统往往分离,同步与延迟难控,闭环实时性与精确性受限。

灵活性不足

系统多绑定单一范式,难以从位置追踪平滑切换到复杂姿态或育幼等自定义行为识别。

数据处理瓶颈

传统图像算法对光照、遮挡与个体差异鲁棒性差,难以稳定识别姿态定义的复杂行为。

核心能力

监测、解析与触发一体化

集实时行为监测、智能分析与精准闭环反馈于一体:从位置姿态到自定义行为,再到外部设备触发,一条链路完成。

实时行为监测

单只或多只高精度位置与姿态追踪,保留完整行为时间轴,适配社交距离等空间条件。

AI 行为解析

兼容 DeepLabCut、YOLO 及自定义模型,识别用户定义的复杂行为模式,抗干扰更强。

精准闭环触发

低延迟规则引擎按条件组合即时输出 TTL 等同步信号,驱动光遗传、刺激与记录设备。

产品特性

为复杂行为研究准备的闭环底座

以 AI 精度、闭环核心与开放接口,支撑从啮齿类标准范式到中大型动物定制场景。

AI

高精度与高鲁棒性

深度学习关键点、姿态与行为识别,显著优于传统图像处理;可加载用户自训模型。

Loop

低延迟闭环核心

从检测到触发信号时间差最小化;规则支持简单到复杂的条件组合,适配多样实验设计。

Species

物种与场景可定制

标准支持小鼠、大鼠;可定制仓鼠、豚鼠乃至猴、犬等,以及旷场、迷宫、家居笼、社交箱等场景。

TTL

开放硬件接口

标准化事件同步触发接口,易于对接主流光遗传、电生理、成像与其他刺激/记录仪器。

OS

跨平台软件

核心控制软件可运行于 Windows 与 Linux,便于融入现有实验平台与工作站。

Auto

自动化提效

替代人工观察与手动触发,提升实验通量、客观性与可重复性,支撑高通量复杂行为研究。

应用案例

从社交刺激到分娩事件打标

同一套「检测 → 规则 → TTL」链路,既能驱动光遗传干预,也能给神经记录打上精确行为时间戳。

干预闭环

多动物追踪与社交距离闭环

在旷场中并行追踪多只小鼠的位置与相对距离。当个体间距跌破设定阈值(如 5 cm)时,规则引擎即时经事件同步触发器输出 TTL,驱动光遗传刺激特定脑区,用于研究刺激对社交趋近或回避的因果影响;界面可同步显示个体间距、追踪掩膜与触发状态。

多动物追踪与社交距离闭环
  • 检测:多只位置 · 实时间距
  • 规则:间距 < 阈值(可配置)
  • 输出:TTL → 光遗传刺激
  • 读出:趋近 / 回避行为变化

同步记录

孕鼠分娩行为触发信号记录

用 AI 模型实时监测孕鼠分娩过程。一旦识别到第一只或第二只幼崽产出等关键事件,系统立即向外部钙信号 / 成像记录设备发送 TTL,把行为时刻精确写入神经数据时间轴,便于事后对齐分析分娩相关神经活动与行为序列。

孕鼠分娩行为触发信号记录
  • 检测:分娩关键行为事件
  • 规则:第 1 / 第 2 只幼崽产出
  • 输出:TTL → 钙成像 / 记录仪
  • 读出:神经—行为时间对齐

设备联动

行为条件驱动外部干预与记录

行为条件满足即刻驱动外部设备:刺激干预与记录打标共用同一触发链路。

光遗传系统

行为条件触发光刺激,实现神经环路因果干预与实时调控。

光遗传系统

电生理刺激器

联动刺激器进行定时或条件化电刺激,对齐行为事件窗口。

电生理刺激器

成像与记录系统

自动启动或 TTL 标记同步记录,将神经信号与行为时间戳对齐。

成像与记录系统

可扩展 IO

标准化接口扩展其他刺激、奖惩或环境控制设备。

可扩展 IO

使用流程

从部署配置到实时闭环落盘

从场景采集到实时闭环,再到事件落盘:一体化软件覆盖设置、规则、监控与记录。

01

2D 行为采集

采集实验场景视频,用于训练或校验动物追踪与行为模型。

02

系统设置与校准

部署工作站与摄像头,配置场景,连接并校准外部触发设备。

03

实验参数配置

定义闭环触发规则(条件逻辑、信号类型与时长),设置视频与事件日志选项。

04

实时监测与闭环

AI 实时解析位置、姿态或特定行为;条件满足即向指定设备发送控制信号,界面同步显示检测与触发状态。

05

数据采集与存储

自动保存实验视频、触发事件时间戳与关键参数,支撑复盘与发表。

GUI

一体化软件工作流

图形界面完成实验设置、模型加载、规则编辑、实时监控与初步可视化,无需在多套工具间跳转。

系统规格

边缘算力与开放接口

边缘算力 + 开放触发 + 可定制物种与场景,模块化接入实验室现有设备。

计算平台Jetson AGX Orin 64GB · 最高 275 TOPS
核心能力实时监测 · AI 识别 · 规则引擎 · TTL 触发
模型生态DeepLabCut · YOLO · 自定义模型
追踪对象单只 / 多只 · 位置 · 姿态 · 行为事件
外部接口事件同步触发(TTL 等)· 光遗传 / 电生理 / 记录
软件平台Windows · Linux · 可视化规则与实时监控
物种适配小鼠 / 大鼠标准 · 中大型动物可定制
典型场景旷场 · 迷宫 · 家居笼 · 社交箱等
部署服务系统集成 · 设备联调 · 范式与模型定制

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了解 AI 行为识别、规则配置与 TTL 设备联动方案,把被动观察升级为可干预、可复现的闭环实验。