一个轻量级的，耳机为基础的系统操作鸣禽听觉反馈

该程序的总体目标是构建一套轻便的耳机，用于处理发声的鸣禽的听觉反馈。这是通过首先制造构成耳机框架的组件来实现的。第二步是组装耳机框架并将其连接到鸟的头上。

接下来，移除框架并安装微型扬声器和微型麦克风，用于监控系统性能。最后一步是重新连接耳机并使用在线声音处理硬件来扰乱唱歌过程中的听觉反馈。最终，这个虚拟听觉反馈系统有助于研究大脑如何使用感官反馈来优化发声行为。

与其他驱动声音可塑性的方法（如震耳欲聋或基于强化的技术）相比，这种技术的主要优点是，这种范式通过模仿自然主义的声音错误并允许忧郁的人产生纠正反应来列出纠错。虽然这种方法是为孟加拉雀开发的，但它可以应用于任何使用听觉反馈来调节发声行为的动物。要开始制造耳机框架，请切割横杆和耳塞的碳纤维组件。

首先，使用 Dremel 工具上的切割轮从 1 x 3 毫米的碳纤维带的 3 厘米中准备一根横杆。然后从 1.5 厘米的 1 x 3 毫米碳纤维条准备垂直支柱。最后，用 4 毫米内径、6 毫米外径的碳纤维圆柱体的 4 毫米准备两个耳塞。

由于耳机组件非常小，因此通常在显微镜下组装和焊接。通过使用直径为 4.5 毫米的钻头在横杆中心钻两个相距 1.4 毫米的小孔来组装横杆。孔应足够大，以容纳零 80 螺钉。

将 2 0 80 颗螺钉插入孔中并连接六角螺母。然后剪下两条 6 毫米的小直径注射器针头条，并用钳子划线以获得更好的环氧树脂附着力。将横杆翻转过来，使六角螺母位于顶部，以防止环氧树脂将螺钉尖端粘合到六角螺母上，在每个螺钉的尖端滴一滴矿物油。

此过程的一个关键方面是最大限度地减少耳机设备的总重量。这可以通过使用尽可能少的环氧树脂和丙烯酸来实现。将两个针段放在六角螺母的顶部，将六角螺母彼此隔胶，并涂到覆盖两者的针段上。

环氧树脂完全固化后，按照书面方案中的说明制作泡沫环后取下两个螺钉。在本视频中，通过将垂直支柱粘合到 4 毫米长的碳纤维圆柱体上来组装耳塞。当环氧树脂硬化后，使用少量环氧树脂将泡沫环粘到圆柱体的末端。

泡沫环将靠在鸟的头上。在这个演示中，耳机的连接显示在一个假人上，没有真正的鸟正在接受手术。进行手术时，第一步是按照书面程序中的描述对鸟类进行麻醉，将鸟类置于准备好的立体攻击中，并在头皮上做一个 5 到 10 毫米的切口。

切口应沿中线，从颅骨后部颈部肌肉附着处前方 0.2 毫米处向前延伸。用 70% 乙醇摩擦暴露的颅骨以干燥骨表面后，使用鳄鱼夹支架放置横杆，使环氧树脂覆盖六角螺母。放在头骨顶部，轻轻抬起横杆，将六角螺母粘在头骨上。

注意粘合剂只接触六角螺母，而不接触横杆本身。这将允许通过卸下螺丝来卸下耳机，只留下永久连接到头部的六角螺母，如图所示以连接耳塞，沿着耳杆滑动它们，直到泡沫垫靠在鸟的头部。使用耳杆上的鳄鱼夹将泡沫垫牢牢地压在鸟的头上。

这对于获得良好的声学密封很重要。旋转耳塞，使垂直柱接触横杆的背面，为柱前面的连接器条插座留出空间，使用环氧树脂或丙烯酸将柱子粘到横杆上，然后等待 24 小时让环氧树脂或丙烯酸完全固化，让鸟恢复。24 小时后，检查框架以确保泡沫垫在耳道周围形成紧密密封。

如果密封松动，可以拆下泡沫垫并更换为更大的泡沫垫。为了改善声学密封，请使用 0.05 英寸六角扳手轻轻拧下螺丝，然后取下组装好的耳机。从鸟中取材以制造扬声器适配器。

将 5.2 厘米长、直径从 5 毫米逐渐变细到 1 毫米的移液器吸头插入碳纤维圆筒废料中。然后将移液器吸头切到圆筒末端上方 1 毫米处。从圆柱体上取下尖端并切割，使适配器的总长度为 3 毫米。

接下来，通过将 5 厘米长的绝缘 36 号线焊接到两个扬声器的正极和负极端子来连接扬声器。为了组装扬声器麦克风组件，将一条电绝缘胶带连接到一个扬声器的一侧，并在胶带顶部的耳机麦克风上涂上环氧树脂，将接地线从麦克风焊接到扬声器的负极端子。然后将扬声器和扬声器麦克风组件都用环氧树脂涂到每个适配器的较宽端。

扬声器和麦克风端口都刚好适合移液器内。确保环氧树脂没有覆盖任何一个端口。将适配器轻轻插入耳塞。

用一小滴环氧树脂将每个适配器粘在耳塞上。要制造连接器条，请切割一段由四个端子组成的连接器条插座，并在插座的一个角上放置参考零位。将连接器条放在其中一个垂直柱附近，将扬声器和麦克风线焊接到引脚上。

使用一个 ome 检查连接器是否短路，必要时剥去并修复，对连接器进行环氧树脂处理。剥离到耳机框架以收集、过滤坑移和放大声学输入。首先，将全向电容麦克风直接挂在鸟笼的上方。

预放大和低通。过滤此信号并将其输入到谐波器中。使用 harmonizer 上的 pit shifter 模块来生成 shifted acoustic signal。

放大此信号并通过换向器和柔性引线将其路由到扬声器耳机上的正通道。接下来，通过将 9 伏电池连接到 bird 音箱的墙壁上，为手机的麦克风供电。通过换向器和柔性引线将电池的正极连接到 V 通道，将电池的负极连接到信号处理设备上的公共接地。

将此公共接地连接到扬声器和手机的麦克风接地。校准反馈增益。使用零 80 螺钉将成品耳机连接到鸟头上的六角螺母上。

当鸟开始唱歌时，记录三个数据通道，包括笼子、麦克风、未移位信号移位信号和手机麦克风，如图所示，可在书面协议中找到。在本视频中，检查从手机麦克风录制的声音。该通道将记录通过耳机扬声器播放的虚拟反馈和鸟儿实际歌声直接泄漏到耳机框架中的叠加。

调整扬声器放大器的振幅设置，使虚拟听觉反馈比直接泄漏信号大 15 到 20 分贝。通过每天检查耳机两次来监控系统性能，以确保扬声器和麦克风都正常工作。显示。下面是一个校准良好的系统示例，其中耳机麦克风录制的信号由音高偏移信号主导，而不是直接泄漏信号。

在这里，在三维频谱图中垂直红线指示的时间通过耳机麦克风录制的信号由音高偏移信号主导，该信号由功率谱中的红图表示。这与鸟的自然发声形成鲜明对比，后者由功率谱中的黑色图表示。结果表明，到达鸟耳的声音以移位反馈为主，这里显示了对成年孟加拉雀进行的一项代表性实验。

耳机系统用于将听觉反馈增加一个半音，持续 16 天。这种作导致所有七个歌曲音节的音高逐渐降低。发声运动程序的这种变化导致鸟类经历的听觉错误减少，表明鸟类依靠听觉反馈来纠正明显的发声错误。

当第 16 天后去除音高偏移时，歌曲的音高最终恢复到基线。这些数据是典型的，因为它们反映了不完全适应。在这里，虽然听觉反馈的音高移动了 1.0 个半音，但这只鸟在未完成的物种和系统中只改变了大约 0.4 个半音。

当虚拟反馈被用来扰乱单一的感觉模式时，适应是常态，在目前的范式中，可能反映了对非审计听觉信号的部分依赖。当鸣禽评估它们正在进行的声乐表现时。一旦掌握，就可以在两个工作日内组装和连接耳机。

同样，重要的是要记住尽可能少地使用环氧树脂或丙烯酸树脂，以尽量减少耳机的总重量。