Lekki, oparty na słuchawkach system do manipulowania sprzężeniem zwrotnym u ptaków śpiewających

Ogólnym celem tej procedury jest zbudowanie zestawu lekkich słuchawek do manipulowania słuchowym sprzężeniem zwrotnym u wokalizującego ptaka śpiewającego. Osiąga się to poprzez najpierw wyprodukowanie elementów, które składają się na ramę słuchawek. Drugim krokiem jest zmontowanie ramki słuchawek i przymocowanie jej do głowy ptaka.

Następnie ramka jest demontowana i wyposażana w miniaturowe głośniki i miniaturowy mikrofon służący do monitorowania wydajności systemu. Ostatnim krokiem jest ponowne założenie słuchawek i użycie sprzętu do przetwarzania dźwięku online, aby zakłócić sprzężenie dźwiękowe podczas śpiewania. Ostatecznie ten wirtualny system słuchowego sprzężenia zwrotnego ułatwia badanie, w jaki sposób mózg wykorzystuje sensoryczne sprzężenie zwrotne do optymalizacji zachowania wokalnego.

Główną przewagą tej techniki nad innymi metodami napędzania plastyczności głosu, takimi jak techniki ogłuszające lub oparte na wzmocnieniu, jest to, że paradygmat ten wymienia korekcję błędów poprzez naśladowanie naturalistycznego błędu wokalnego i pozwalanie posępnemu na wygenerowanie reakcji korekcyjnej. Chociaż metoda ta została opracowana do stosowania u zięby bengalskiej, może być stosowana do każdego zwierzęcia, które wykorzystuje słuchowe sprzężenie zwrotne do regulacji zachowania wokalnego. Aby rozpocząć produkcję ramy słuchawek, wytnij elementy z włókna węglowego na poprzeczkę i wkładki douszne.

Najpierw użyj tarczy tnącej na narzędziu Dremel, aby przygotować jedną poprzeczkę z trzech centymetrów paska z włókna węglowego o wymiarach jeden na trzy milimetry. Następnie przygotuj pionowe rozpórki z 1,5 centymetra paska z włókna węglowego o wymiarach jeden na trzy milimetry. Na koniec przygotuj dwie wkładki douszne z czterech milimetrów czteromilimetrowego cylindra z włókna węglowego o średnicy wewnętrznej i sześciomilimetrowej średnicy zewnętrznej.

Ponieważ elementy słuchawek są bardzo małe, zwykle są montowane i lutowane pod mikroskopem. Zamontuj poprzeczkę, wiercąc dwa małe otwory w odległości 4,5 milimetra od siebie w środku poprzeczki za pomocą wiertła o średnicy 1,4 milimetra. Otwory powinny być wystarczająco duże, aby pomieścić zero 80.

Włóż 2 0 80 przez otwory i przymocuj nakrętki sześciokątne. Następnie wytnij dwa sześciomilimetrowe paski igły strzykawkowej o małej średnicy i naciąć szczypcami, aby uzyskać lepszą przyczepność żywicy epoksydowej. Odwróć poprzeczkę tak, aby nakrętki sześciokątne leżały na górze, aby zapobiec przyklejaniu się żywicy epoksydowej końcówki do nakrętek sześciokątnych, nałóż kroplę oleju mineralnego na końcówkę każdej.

Krytycznym aspektem tej procedury jest zminimalizowanie całkowitej wagi aparatu słuchawkowego. Można to osiągnąć, używając jak najmniejszej ilości żywicy epoksydowej i akrylu. Umieść dwa segmenty igły na nakrętkach sześciokątnych, epoksyduj nakrętki sześciokątne do siebie i do segmentów igły zakrywających oba.

Po całkowitym utwardzeniu żywicy epoksydowej odkręć obie po wytworzeniu pierścieni piankowych, jak opisano w pisemnym protokole. Dołączając ten film, zmontuj wkładki douszne, przyklejając pionowe rozpórki do cylindra z włókna węglowego o długości czterech milimetrów. Gdy żywica epoksydowa stwardnieje, użyj niewielkiej ilości żywicy epoksydowej, aby przykleić pierścień piankowy do końca cylindra.

Piankowy pierścień będzie opierał się o głowę ptaka. W tej demonstracji mocowanie słuchawek jest pokazane na manekinie bez prawdziwego ptaka poddawanego operacji. Podczas wykonywania operacji pierwszym krokiem jest znieczulenie ptaka zgodnie z opisem w pisemnej procedurze, umieszczenie ptaka w przygotowanych atakach stereo i wykonanie od pięciu do 10 milimetrowych nacięć w skórze głowy.

Nacięcie powinno przebiegać wzdłuż linii środkowej i rozciągać się do przodu od 0,2 milimetra przed przyczepem mięśni szyi z tyłu czaszki. Po przetarciu odsłoniętej czaszki 70% etanolem w celu wysuszenia powierzchni kości, użyj uchwytu na zacisk krokodylkowy, aby umieścić poprzeczkę tak, aby nakrętki sześciokątne pokryte żywicą epoksydową. Oprzyj się na czubku czaszki, lekko podnieś poprzeczkę i przyklej nakrętki sześciokątne do czaszki.

Należy uważać, aby klej dotykał tylko nakrętek sześciokątnych, a nie samej poprzeczki. Umożliwi to wyjęcie słuchawek poprzez odkręcenie, pozostawiając tylko nakrętki sześciokątne na stałe przymocowane do głowy, jak pokazano tutaj, aby przymocować wkładki douszne, przesuń je wzdłuż prętów dousznych, aż piankowe podkładki oprzeją się o głowę ptaka. Użyj zacisków krokodylkowych na nausznikach, aby mocno docisnąć piankowe podkładki do głowy ptaka.

Jest to ważne, aby uzyskać dobre uszczelnienie akustyczne. Obróć wkładki douszne tak, aby pionowe słupki dotykały tylnej części poprzeczki, pozostawiając miejsce na gniazdo listwy łączącej przed słupkiem, przyklej słupki do poprzeczki za pomocą żywicy epoksydowej lub akrylu, a następnie odczekaj 24 godziny, aż żywica epoksydowa lub akryl w pełni się utwardzi i ptak wyzdrowieje. Po 24 godzinach sprawdź oprawki, aby upewnić się, że piankowe wkładki szczelnie przylegają do kanałów słuchowych.

Jeśli uszczelka jest luźna, podkładki piankowe można usunąć i zastąpić większymi. Aby poprawić uszczelnienie akustyczne, delikatnie odkręć za pomocą klucza sześciokątnego 0,05 cala i wyjmij zmontowane słuchawki. Ramka z ptaka do produkcji adapterów głośnikowych.

Włóż końcówkę pipety o długości 5,2 centymetra i średnicy zwężającej się od pięciu milimetrów do jednego milimetra do kawałka złomu cylindra z włókna węglowego. Następnie odetnij końcówkę pipety jeden milimetr za końcem cylindra. Zdejmij końcówkę z cylindra i przytnij ją tak, aby całkowita długość adaptera wynosiła trzy milimetry.

Następnie podłącz głośniki, przylutowując pięciocentymetrowy odcinek izolowanego drutu o średnicy 36 do dodatnich i ujemnych zacisków obu głośników. Aby zmontować element mikrofonu głośnika, ep pasek taśmy elektroizolacyjnej po jednej stronie jednego głośnika i żywica epoksydowa mikrofon słuchawek na górze taśmy, przewód uziemiający od mikrofonu do ujemnego zacisku głośnika. Następnie zanurz żywicę epoksydową zarówno głośnika, jak i elementu mikrofonu głośnika na szerszym końcu każdego adaptera.

Zarówno port głośnika, jak i mikrofonu zmieszczą się w pipecie. Upewnij się, że żywica epoksydowa nie zakrywa żadnego portu. Delikatnie włóż adaptery do wkładek dousznych.

Przyklej każdy adapter do wkładki dousznej niewielką kroplą żywicy epoksydowej. Aby wyprodukować listwę łączącą, wytnij segment gniazda listwy łączącej składający się z czterech zacisków i umieść znak odniesienia w jednym rogu gniazda. Umieść listwę łączącą w pobliżu jednego z pionowych słupków, przewody głośnika i mikrofonu do styków.

Użyj ome, aby sprawdzić, czy nie ma zwarć na złączu, zdejmij i napraw w razie potrzeby, zaimpregnuj złącze. Rozbierz się do ramy słuchawek, aby zbierać, filtrować przesunięcie dołu i wzmacniać wejście akustyczne. Najpierw zawieś dookólny mikrofon pojemnościowy bezpośrednio nad klatką dla ptaków.

Wzmacniacz wstępny i dolnoprzepustowy. Przefiltruj ten sygnał i wprowadź go do harmonizatora. Użyj modułu zmiany biegów na harmonizerze, aby wygenerować przesunięty sygnał dźwiękowy.

Wzmocnij ten sygnał i skieruj go przez komutator i elastyczny przewód do kanału dodatniego w słuchawkach głośnikowych. Następnie zapewnij zasilanie mikrofonu telefonu, podłączając dziewięciowoltową baterię do ściany skrzynki dźwiękowej dla ptaków. Podłącz dodatni zacisk akumulatora do kanału V za pomocą komutatora i elastycznego przewodu, łącząc ujemny zacisk akumulatora ze wspólnym uziemieniem w sprzęcie do przetwarzania sygnału.

Podłącz tę wspólną masę do uziemienia głośnika i mikrofonu telefonu. Do kalibracji wzmocnienia sprzężenia zwrotnego. Przymocuj gotowe słuchawki do nakrętek sześciokątnych na głowie ptaka za pomocą zero 80.

Gdy ptak zacznie śpiewać, nagraj trzy kanały danych, w tym klatkę, mikrofon, nieprzesunięty sygnał przesunięty sygnał i mikrofon telefonu, jak pokazano na schemacie, który można znaleźć w pisemnym protokole. Dołączony do tego filmu sprawdź dźwięk nagrany z mikrofonu telefonu. Ten kanał zarejestruje superpozycję wirtualnego sprzężenia zwrotnego odtwarzanego przez głośnik słuchawek i rzeczywistą piosenkę ptaka przeciekającą bezpośrednio do ramki słuchawek.

Dostosuj ustawienie amplitudy głośnika amplifier tak, aby wirtualne dźwiękowe sprzężenie zwrotne było o 15 do 20 decybeli głośniejsze niż bezpośredni wyciek sygnału. Monitoruj wydajność systemu, sprawdzając słuchawki dwa razy dziennie, aby upewnić się, że zarówno głośniki, jak i mikrofon działają prawidłowo. Pokazano. Oto przykład dobrze skalibrowanego systemu, w którym sygnał nagrywany przez mikrofon słuchawek jest zdominowany przez sygnał o przesuniętej wysokości, a nie przez bezpośredni sygnał wyciekowy.

W tym przypadku sygnał nagrany przez mikrofon słuchawek w czasie wskazanym przez pionową czerwoną linię w spektrogramie jest zdominowany przez sygnał o przesuniętej wysokości dźwięku, który jest reprezentowany przez czerwony wykres w widmie mocy. Kontrastuje to z naturalną wokalizacją ptaka, która jest reprezentowana przez wykres w widmie mocy. Wyniki wskazują, że dźwięk docierający do ucha ptaka jest zdominowany przez przesunięte sprzężenie zwrotne: reprezentatywny eksperyment przeprowadzony na dorosłej ziębie bengalskiej pokazano tutaj.

System słuchawkowy był używany do zwiększenia słuchowej informacji zwrotnej o jeden półton przez 16 dni. Ta manipulacja doprowadziła do stopniowego obniżania tonu wszystkich siedmiu sylab piosenki. Ta zmiana w programie wokalno-motorycznym spowodowała zmniejszenie błędu słuchowego doświadczanego przez ptaka, co świadczy o tym, że ptak polega na słuchowej informacji zwrotnej w celu skorygowania pozornych błędów głosowych.

Kiedy zmiana wysokości dźwięku została usunięta po 16 dniu, wysokość utworu ostatecznie powróciła do wartości wyjściowej. Dane te są typowe, ponieważ odzwierciedlają niepełną adaptację. Tutaj, chociaż wysokość słuchowego sprzężenia zwrotnego została przesunięta o 1,0 półtonu, ptak zmienił tonację swojej piosenki tylko o około 0,4 półtonu u różnych gatunków i systemów niekompletnych.

Adaptacja jest normą, gdy wirtualne sprzężenie zwrotne jest wykorzystywane do zakłócenia pojedynczej modalności sensorycznej i w obecnym paradygmacie prawdopodobnie odzwierciedla częściowe poleganie na sygnałach słuchowych niebędących audytem. Gdy ptaki śpiewające oceniają swoją bieżącą wydajność wokalną. Po opanowaniu słuchawki można zmontować i zamocować w ciągu dwóch dni roboczych.

Po raz kolejny ważne jest, aby pamiętać, aby używać jak najmniejszej ilości żywicy epoksydowej lub akrylowej, aby zminimalizować całkowitą wagę słuchawek.