- สร้างระบบ VR แบบครบชุดสำหรับหนู เพื่อให้หนูจริงสามารถควบคุมและสำรวจเกมคลาสสิกอย่าง DOOM ได้
- ระบบประกอบด้วย ลูกบอลติดตามการเคลื่อนไหว, เฮดเซ็ตแบบพาโนรามา, ทริกเกอร์อินพุต และ วงจรรางวัล โดยฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ทั้งหมดถูก เปิดซอร์ส
- เวอร์ชันที่สอง (V2) ได้รับการปรับปรุงด้วย เซ็นเซอร์ที่แม่นยำยิ่งขึ้น, หน้าจอ AMOLED มุมมอง 180° และ ชิ้นส่วนพิมพ์ 3D แบบโมดูลาร์
- ซอฟต์แวร์ควบคุมที่พัฒนาด้วย Python จัดการการเคลื่อนไหว รางวัล และการเชื่อมต่อกับเกมแบบเรียลไทม์ ผ่านการสื่อสารระหว่าง Raspberry Pi และ PC
- หนูสามารถ สำรวจพื้นที่เสมือนและทำพฤติกรรมการยิงได้จริง ซึ่งแสดงให้เห็นถึง ความเป็นไปได้ใหม่ของการวิจัยพฤติกรรมสัตว์และการพัฒนาระบบอินเทอร์แอ็กทีฟ
ภาพรวมของโปรเจกต์
- สร้าง สภาพแวดล้อม VR แบบปรับแต่งเฉพาะ เพื่อให้หนูสามารถเล่น DOOM ได้
- องค์ประกอบ: ลูกบอลลู่วิ่งติดตามการเคลื่อนไหว, เฮดเซ็ตแบบพาโนรามา, ทริกเกอร์อินพุต, วงจรรางวัล
- ทุกชิ้นส่วนเปิดซอร์สพร้อม แบบพิมพ์ 3D, แผนผังวงจร, เฟิร์มแวร์ และซอฟต์แวร์ควบคุม
- เวอร์ชันแรก (V1) พัฒนาในนิวยอร์กและทำได้เพียงฝึกวิ่งในทางเดินแบบเรียบง่าย แต่ใน V2 ได้พัฒนาเป็นระบบโมดูลาร์เต็มรูปแบบ
- ชิ้นส่วนโลหะออกแบบและผลิตโดยร่วมมือกับ SZURWIN KFT
เปรียบเทียบ V1 และ V2
- V1
- รองรับเฉพาะโครงสร้างลูกบอลพื้นฐานและการฝึกเดินไปข้างหน้า
- เซ็นเซอร์และโครงสร้างกลไกเรียบง่าย ไม่มีจอพาโนรามา
- V2
- ใช้ กลไกขับลูกบอลแบบใหม่ เพื่อให้การเคลื่อนไหวนุ่มนวลขึ้น
- ติดตั้ง หน้าจอ AMOLED มุมมองแนวนอน 180° และแนวตั้ง 80°
- เซ็นเซอร์อัปเกรด สำหรับติดตามการเคลื่อนไหวได้แม่นยำยิ่งขึ้น
- ระบบรางวัลที่เสริมความสามารถและมีมอเตอร์ผสมรวมอยู่ด้วย
- ใช้ ชิ้นส่วนพิมพ์ 3D แบบโมดูลาร์ และมี เสถียรภาพทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ดีขึ้น
- แม้จะยังไม่สามารถยืนยันพฤติกรรมได้ครบถ้วนเนื่องจากอายุของหนู แต่ตัวระบบทำงานได้ตามปกติ
องค์ประกอบฮาร์ดแวร์
- โครงสร้างโดยรวม
- ประกอบด้วยลูกบอลทรงกลมแบบลู่วิ่งที่ตรวจจับการเคลื่อนไหวของหนู, ทริกเกอร์สำหรับยิง, หน้าจอพาโนรามา และระบบให้รางวัลด้วยน้ำตาล
- อุปกรณ์ทั้งหมดติดตั้งอยู่บน เฟรมอะลูมิเนียมแบบโมดูลาร์ เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมการทดลองที่เป็นอิสระ
- อินเทอร์เฟซด้านภาพ
- เฮดเซ็ต AMOLED แบบพับได้ ที่ครอบรอบศีรษะหนูโดยไม่รบกวนพื้นที่หนวด
- วาง หัวฉีดลม ไว้ใกล้หนวดด้านซ้ายและขวาเพื่อส่งเหตุการณ์ในเกม เช่น การชนกำแพง
- มี ท่อจ่ายรางวัล และ ช่องสำหรับลำโพงขนาดเล็ก
- การตรวจจับการเคลื่อนที่
- ใช้ เซ็นเซอร์ออปติคัล ของลูกบอลหมุนอิสระเพื่อติดตามการเคลื่อนที่และแปลงเป็นการเคลื่อนไหวในเกม
- มี ฟังก์ชันขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ สำหรับจำลองเส้นทางระหว่างการฝึก
- อินพุตทริกเกอร์
- อุปกรณ์ยิงแบบคันโยก ที่หนูดึงด้วยอุ้งเท้าหน้า พร้อมสปริงและ rotary encoder
- สามารถสาธิตอัตโนมัติด้วย stepper motor เพื่อช่วยฝึกที่เชื่อมการเคลื่อนไหวกับสิ่งเร้าทางภาพ
- ระบบรางวัล
- จ่ายน้ำตาลอย่างแม่นยำทีละ 10μL ควบคุมด้วยปั๊ม เซ็นเซอร์แรงดัน และโซลินอยด์วาล์ว
- ตัวผสม ช่วยรักษาความเข้มข้นให้คงที่ และให้รางวัลทันทีที่ซิงก์กับเหตุการณ์ในเกม
- ข้อจำกัด
- จำเป็นต้องปรับ ตำแหน่งทริกเกอร์และการไหลของรางวัล ตามขนาดและนิสัยของหนูแต่ละตัว
สถาปัตยกรรมซอฟต์แวร์
- ระบบควบคุมแบบโมดูลาร์ที่พัฒนาด้วย Python จัดการลูปทั้งหมด
- ฟังก์ชันหลัก: จับการเคลื่อนไหว, ควบคุมลูกบอล, ตรวจจับทริกเกอร์, จ่ายรางวัล, เชื่อมต่อกับ DOOM, และตรรกะการฝึก
- ทำงานร่วมกับ สภาพแวดล้อม ViZDoom เพื่อควบคุมพฤติกรรมแบบปิดลูปเรียลไทม์
- การสื่อสาร TCP ระหว่าง PC และ Raspberry Pi
- Pi: อ่านค่าเซ็นเซอร์, ขับลูกบอล, ควบคุมรางวัล
- PC: รันเกม, ประมวลผลข้อมูล, ส่งคำสั่งระดับสูง
- ทุกองค์ประกอบสามารถทำงานได้ทั้งใน โหมดแมนนวลหรืออัตโนมัติ และกำหนดพารามิเตอร์ได้ในโค้ด Python
- ข้อจำกัด
- ไม่มีระบบคาลิเบรตอัตโนมัติ จึงต้อง ตรวจสอบการจัดแนวเซ็นเซอร์และจังหวะการให้รางวัลด้วยตนเอง
- เฟิร์มแวร์ของไมโครคอนโทรลเลอร์บางส่วนต้องปรับตามความคลาดเคลื่อนของฮาร์ดแวร์
ผลการทดลอง
- หนูสามารถ สำรวจสภาพแวดล้อมเสมือนและใช้งานทริกเกอร์ยิง ได้สำเร็จ
- ต้องใช้เวลาปรับตัวประมาณ 2 สัปดาห์ต่อหนึ่งตัว
- แม้การฝึกขั้นสูงเต็มรูปแบบจะยังไม่เสร็จสมบูรณ์ แต่พบผลลัพธ์เชิงบวกในด้าน การมีส่วนร่วมกับระบบและการตอบสนอง
- ข้อจำกัด
- ยังขาดการศึกษาการฝึกระยะยาวและความแปรปรวนระหว่างตัวทดลอง
- ผลกระทบของการสัมผัส VR ต่อสุขภาพของหนู ยังต้องมีการวิจัยเพิ่มเติม
แผนในอนาคต
- กำลังจัดทำ Rat VR Build Guide และพร้อม สนับสนุนการสร้างระบบ ให้กับนักวิจัยหรือผู้สร้างที่สนใจ
- YoloRun.Capital กำลังลงทุนใน โปรเจกต์ที่สร้างสรรค์และเชิงทดลอง แบบนี้
- ยินดีรับไอเดียใหม่ ๆ
ทีมงาน
- Viktor Tóth – รับผิดชอบการฝึกหนู
- Sándor Makra – ออกแบบอิเล็กทรอนิกส์
- Ákos Blaschek – ดูแลงานเอกสารและการเปิดซอร์ส
2 ความคิดเห็น
สงสัยว่าในแง่จริยธรรมของการทดลองกับสัตว์จะถือว่าโอเคไหมนะ เห็นมีคนชี้ประเด็นนี้ไว้ในคอมเมนต์ของ Hacker News เหมือนกัน
ความเห็นจาก Hacker News
แต่ก็น่าเสียดายที่ชิ้นส่วนทั้งหมดถูกเผยแพร่เป็นแค่ ไฟล์ STL เท่านั้น ถ้ามีการเปิดเผยโมเดลแบบพาราเมตริกหรือไฟล์ต้นฉบับด้วย ก็จะทำให้ การออกแบบแบบวนซ้ำ เร็วขึ้นมาก ตัวอย่างเช่น ถ้าจะทดลองกับแมวหรือสัตว์ชนิดอื่นแทนหนู การปรับสเกลอย่างเดียวไม่พอ และต้องทำใหม่ตั้งแต่ต้น
อีกอย่าง ถ้าเพิ่ม การประมาณต้นทุน ลงใน BOM (รายการวัสดุ) ด้วยก็คงดี ไม่จำเป็นต้องแม่นยำนัก แต่จะช่วยให้ประเมินงบของโปรเจ็กต์ได้เร็ว และหาจุดที่ลดต้นทุนได้ง่ายขึ้น
สุดท้ายก็สงสัยเหมือนกันว่าหนูสนุกกับ Doom ไหม หรือจริงๆ แล้วชอบเกมอื่นมากกว่า คำถามแบบนี้น่าจะช่วยให้เข้าใจ บุคลิกและความชอบ ของสัตว์ได้ลึกขึ้น ขอบคุณที่เปิดซอร์ส และรอดูการพัฒนาต่อไป
สัตว์ที่เล็กกว่าหนู (เช่น หนูบ้าน) ต้องออกแบบอุปกรณ์ทั้งชุดใหม่หมด ส่วนแมวจะต้องใช้ลูกบอลที่ใหญ่กว่าและสปริงที่อ่อนกว่า ผมก็อยากลองทำ ชุด VR สำหรับแมว สักวันเหมือนกัน
ในการทดลองครั้งนี้ หนูยังไม่ได้เล่น Doom จริงๆ แค่เป็นช่วงที่กำลังคุ้นเคยกับสภาพแวดล้อมเท่านั้น ในชุดทดลองก่อนหน้านี้พวกมันเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างรางวัลกับพฤติกรรม และมีส่วนร่วมจริงๆ
เกมที่หนูน่าจะชอบน่าจะเป็นมุมมองบุคคลที่หนึ่ง เพราะดูเป็นธรรมชาติกว่า ขอบคุณสำหรับความเห็น และหวังว่าสักวัน VR สำหรับสัตว์เลี้ยง จะกลายเป็นจริง
หนูที่วิวัฒนาการเร็วกว่ามนุษย์ในที่สุดก็สร้างหุ่นยนต์ที่เรียกว่า Rodot ขึ้นมาและเอาชนะมนุษยชาติได้ ก่อนที่มนุษย์จะทันเตรียมการป้องกัน การกบฏของหนูก็กลายเป็นความจริงเสียแล้ว
ดีเลย์แบบนี้ไม่ได้ให้ ความรู้สึกผิดหวัง แทนรางวัลการเรียนรู้เท่านั้น ดังนั้นจำเป็นต้องแก้จริงๆ
เป็น ลีก VR ที่เจ๋งมากจริงๆ เลยน่าเสียดายที่โปรเจ็กต์นี้ไม่ได้ไปต่อ
ถ้าเป็นโครงสร้างที่สัตว์เข้าร่วมได้ด้วยความสมัครใจก็อีกเรื่อง แต่ถ้าไม่ใช่ นี่คือการจำกัดอิสรภาพและอาจก่อให้เกิด อันตรายทางจิตใจและร่างกาย
ในฐานะคนที่สนับสนุนสิทธิสัตว์ ฉันคิดว่าการทดลองทางเลือกหรือวิธีที่สัตว์เข้าร่วมได้โดยสมัครใจน่าจะเหมาะสมกว่า
ลิงก์บทความ BBC