一种带语音控制功能的实验箱的制作方法

本发明涉及科学实验技术领域，具体为一种带语音控制功能的实验箱。

背景技术：

社会学实验，是指社会学研究的基本方法之一。它根据事先拟订的研究假设，通过对研究对象采取某项措施或施加一定的影响，来进行观察、记录、分析，以发现或证实变量间或社会现象间的因果关系。根据实验的情境，可分为在自然条件下的实地实验和在某种精心设计、人为高度控制环境下的实验室实验。根据是否设置控制组，又可分为控制实验和非控制实验。其一般程序为：(1)准备阶段。主要确定研究主题、实验目的，明确研究假设和研究对象，并作好实验设计和选定实验工具。(2)实施阶段。实验者一方面按预定计划安排或控制环境，另一方面对变量进行仔细观察、记录。(3)结果处理阶段。通常采用统计的方法整理、分析资料，尝试对实验结果做出分析和解释。

而现有社会学实验实验场地要求苛刻，实验目标大多为实验室专供养殖小白鼠等，不具有代表性，并且现有的科学实验还不能俱同时营造出多种环境，难以得出结论，因此，设计实验便捷和代表性强的一种带语音控制功能的实验箱是很有必要的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种带语音控制功能的实验箱，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种带语音控制功能的实验箱，包括奖励模块、惩罚模块、采集模块、统计模块，其特征在于：所述奖励模块用于对实验目标进行奖励，所述惩罚模块用于对实验目标进行惩罚，所述采集模块用于采集实验目标的动作反应，所述统计模块用于根据采集模块进行数据整理总结；通过奖励模块的设计，可以使奖励模块对实验目标产生诱惑，促使了实验目标为追求奖励模块而产生一系列的动作，从而为实验做好基础，惩罚模块用于在实验中对实验目标进行不同程度的惩罚，并可以结合奖励模块灵活运用营造出不同环境下实验目标的动作反应，探究不同环境下实验目标作出的反应，达到了实验验证更多的假设效果，采集模块采集实验目标在实验箱内的各项指标，包括对实验目标的肢体动作，语音特征和一项特征持续时间的采集，统计模块将对采集实验现象进行总体论述研究，验证实验和推导真理，所述实验目标可设置为不同实验体，包括小白鼠，鸽子和猴子。

根据上述技术方案，所述奖励模块与采集模块电连接，所述奖励模块包括一级奖励、二级奖励和三级奖励，所述一级奖励、二级奖励和三级奖励均设置有食物，所述一级奖励用于固定触发式投放食物，所述二级奖励用于随机触发式投放食物，所述三级奖励用于固定时间投放食物；所述一级奖励模块可以触碰触摸板采集模块时即可得到食物，通过多次触碰触摸板即可每次都能得到食物，使得实验目标对触碰触摸板采集模块产生一定认知感应，二级奖励为在触摸时并不是每次都得到食物，变为一种随机获得状态继而研究，三级奖励则改成固定时间获得食物，并且在时间采集模块下随时间越长获得食物间隔越久。

根据上述技术方案，所述惩罚模块与采集模块电连接，所述惩罚模块包括水击惩罚和电击惩罚，所述水击惩罚包括一级水击惩罚和二级水击惩罚，所述电击惩罚包括一级电击惩罚模块和二级电击惩罚，所述一级水击惩罚用于固定触发式喷射水击，所述二级水击惩罚用于随机触发式喷射水击，所述一级电击惩罚模块用于固定触发式电击，所述二级电击惩罚用于固定松开式电击；水击惩罚相较于电击惩罚对实验目标为较轻惩罚，分为水击惩罚和电击惩罚可以实验出不同惩罚程度对实验目标行为造成影响，一级水击惩罚在触碰到触摸板采集模块时旁边的水枪就喷出凉水击打实验目标，对实验目标造成一定不适；二级水击惩罚则在触碰触摸板采集模块时随机发射凉水击打，相较于一级水击惩罚，其惩罚程度更低；一级电击惩罚模块和二级电击惩罚模块分别是触摸触摸板采集模块触发和松开触摸板采集模块触发，触发后会电击实验目标，对实验目标造成较高的电击疼痛感。

根据上述技术方案，所述采集模块包括时间采集模块，触摸板采集模块，语音采集模块，动作采集模块，所述时间采集模块与触摸板采集模块电连接，所述触摸板采集模块与语音采集模块电连接，所述语音采集模块与动作采集模块电连接。

所述时间采集模块用于采集各个模块进行时间，所述触摸板采集模块用于采集实验目标触摸感应，所述语音采集模块用于采集实验目标发出的声音，所述动作采集模块用于采集实验目标动作频率；时间采集模块对实验时间进行采集，记录每一步实验达成效果所需时间，还可以通过时间采集模块固定触发奖励模块，触摸板采集模块实验目标进行实验采集，并将触摸反应到奖励模块和惩罚模块作出不同的奖励或惩罚，动作采集模块可以采集实验目标在实验箱内的动作特征反应到统计模块。

根据上述技术方案，所述统计模块与采集模块电连接，所述统计模块包括数据整理模块，数据分析模块和数据推导模块，所述数据整理模块与数据分析模块电连接，所述数据分析模块与数据推导模块电连接，所述数据整理模块用于整理实验数据，所述数据分析模块用于分析和寻找实验规律，所述数据推导模块用于推导实验结果和得出实验真理；通过奖励模块和惩罚模块营造出不同的实验场景，并将不同实验的实验目标状态记录收集到数据整理模块去，把不同数据源的数据收集整理连接在一起并加载一个新的数据源，数据分析模块对新的数据源数据分析并加以汇总理解和消化数据，最大化开发数据的功能，发挥数据的作用，数据推导模块对整个数据作出总结研究得到最后实验真理，并延展引用至社会心理学，为人类社会作出启发。

根据上述技术方案，该实验步骤包括：

s1.将实验目标放入实验箱中；实验目标为一只处于饥饿状态下的小白鼠；

s2.开启一级奖励模块、采集模块和统计模块；小白鼠先是在实验箱内到处乱串，在乱串中接触到触摸板采集模块后出发一级奖励模块掉落食物，过一段时间后，若采集模块和统计模块研究发现小白鼠很快学会了通过不停的触碰触摸板采集模块获得更多的食物；

s3.关闭一级奖励模块，开启二级奖励模块；小白鼠即使发现每次触碰触摸板采集模块，不能如愿得到食物，但依然会继续坚持不懈触摸，因为它渴望能得到食物，并且小白鼠发现经过不懈努力确实时可以得到；此时动作采集模块发现小白鼠经常作数反复跳动等奇怪动作；

s4.关闭二级奖励模块，开启三级奖励模块；小白鼠很快不在按压触摸板采集模块，因为它很快又发现固定时间后有食物自动掉落，渐渐的变得懒惰；

s5.关闭三级奖励模块，采集模块和统计模块继续保持开启状态；此时小白鼠开始更加疯狂的作出各种奇怪的动作祈求得到食物，研究发现之前随机触碰掉落食物时的动作，小白鼠会刻意模仿，仿佛认为掉落食物和之前做过的某一个动作有关，直到白班尝试之后疲惫不堪才得以放弃；

s6.换一只实验目标，开启一级奖励模块，开启一级水击惩罚模块，开启采集模块和统计模块；换了一只小白鼠继续做宁外一种带有惩罚性的实验，小白鼠一开始也是到处乱串，直到触摸到触摸板采集模块时被水击了一下，小白鼠被冷水冲击大惊一下后不敢再乱串，但是意外发现有食物掉落，虽然受到了惩罚但是也享受了食物，之后的小白鼠一直不再乱动，直到非常饥饿时，小白鼠意又乱串了起来继续遭到了同样的惩罚和食物，小白鼠后期每隔一段时间都会为填肚子接受一次水击惩罚；

s7.关闭一级水击惩罚模块，开启二级水击惩罚模块；小白鼠再一次触碰触摸板模块时发现不但没有受到水击，还得到了美食，此后再次触摸渴望得到更多美食却发现还会遭到水击，经过一段时间后，小白鼠仿佛发现虽然触摸触摸板采集模块时有时遭到水击，但更多时间却没有，所以小白鼠依然愿意为了更多美食而承受时不时的小惩罚；

s8.关闭二级水击惩罚模块，开启一级电击惩罚模块，一级奖励模块保持开启；小白鼠再一次为了食物触摸触摸板采集装置时，此时它却遭受了惩罚非常严重的电击，直接电到小白鼠跳远远离触摸板，此后发现小白鼠即使很久没有食物，再也没有靠近触摸板一步；

s9.换一只实验目标，关闭奖励模块，开启二级电击惩罚模块，开启采集模块和统计模块；小白鼠不按触摸板采集模块就被电击，很快小白鼠就学会了按住触摸板采集模块躲避电击；

s10.关闭二级电击惩罚模块；小白鼠发现为按下触摸板采集模块时也没有遭到电击，很快就不在按压触摸板采集模块；

s11.重复s1-s10，进行下一批次实验目标进行实验，实验将重复研究大量的小白鼠或者鸽子猴子等，进行系统性的研究，使得实验结果更具有代表性，普遍存在性。

在上述步骤中，若实验目标完成前一步骤运动，则说明达成实验目的，进行下一步骤；若实验目标在实验箱过程中没有根据设定猜想去做，则更换食物和惩罚力度，包括更换实验目标，若多次更换依然为按设定目标完成，则实验证明此猜测错误，进而进行下一步骤实验验证，若实验中某一步骤多次实验却时有成功时有失败，则根据成功比例达到80％为实验验证成功，否则判定为失败，以此进行一整套完整实验至结束。

根据上述技术方案，所述步骤s2-s10中语音采集模块和采集模块用于接收实验目标带来语音信号，动作采集模块用于接收实验目标的运动轨迹信号，所述数据分析模块用于分析判断语音和动作信号，当每一步骤实验中，先让实验目标在每一实验步骤内，动作采集模块采集到的运动数据为毫无规则的杂乱轨迹，一段时间后传输到数据分析模块的动作采集模块数据和语音模块数据时逐渐变为有一定规律性，数据分析模块将此规律捕捉并传输至数据推导模块，此时时间采集模块同样将步骤开始到发现规律时间传输至数据推导模块，所述数据推导模块将数据分析模块判断出的规律性和发生规律所需时间记录保存，继而开始下一实验步骤，所述步骤s2-s10完成后，所述数据推导模块将整合推导一系列实验给实验目标产生的影响并作出初步推导。

根据上述技术方案，所述所述根据步骤s1-s11中，所述触摸板采集模块设置在实验箱内侧底面上，所述触摸板采集模块位于奖励模块的下方，所述触摸板采集模块与奖励模块电连接，所述触摸板采集模块与惩罚模块电连接，所述触摸板采集模块可以控制奖励模块与惩罚模块的启闭，奖励模块在实验目标拿不到的地方但是可以看得到，只有通过触摸板采集模块才能得到食物。

根据上述技术方案，所述根据步骤s1-s11中，动作采集模块设置在实验目标的腿上，所述动作采集模块与统计模块无线连接，动作采集模块采集出实验目标的运动轨迹，并在运动轨迹里寻找非常规轨迹用于记录其运动特征并寻找特征规则。

根据上述技术方案，所述步骤s11进一步包括对同一类实验目标重复s1-s11多次循环之后，进而换取不同实验目标种类，实验对每一种类的实验目标多次研究后，当统计模块寻找出规律即可停止对此种类实验，进而换区另一种类实验目标，加大了对研究结果的普遍代表性，和更准确的推导社会现象。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，

(1)通过设置有奖励模块和惩罚模块，灵活运用营造出不同环境下实验目标的动作反应，探究不同环境下实验目标作出的反应，达到了实验验证更多的假设效果；

(2)通过采集模块得到的数据不断根据小白鼠实际情况研究某一状况情况并根据实际情况改变研究时间和奖励惩罚力度，从而达到实验的最佳效果；

(3)通过数据推导模块，对整个数据作出总结研究得到最后实验真理，并延展引用至社会心理学，为人类社会作出启发；

(4)通过实验箱的设计，使得实验地点随意挪动，在不同场景下做出实验，为实验本身增加贴切自然地普遍性，使得实验结果更具有可行性。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体模块结果示意图；

图2是本发明的整体流程结果示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供技术方案：一种带语音控制功能的实验箱，包括；奖励模块、惩罚模块、采集模块、统计模块，奖励模块用于对实验目标进行奖励，惩罚模块用于对实验目标进行惩罚，采集模块用于采集实验目标的动作反应，统计模块用于根据采集模块进行数据整理总结；通过奖励模块的设计，可以使奖励模块对实验目标产生诱惑，促使了实验目标为追求奖励模块而产生一系列的动作，从而为实验做好基础，惩罚模块用于在实验中对实验目标进行不同程度的惩罚，并可以结合奖励模块灵活运用营造出不同环境下实验目标的动作反应，探究不同环境下实验目标作出的反应，达到了实验验证更多的假设效果，采集模块采集实验目标在实验箱内的各项指标，包括对实验目标的肢体动作，语音特征和一项特征持续时间的采集，统计模块将对采集实验现象进行总体论述研究，验证实验和推导真理，实验目标可设置为不同实验体，包括小白鼠，鸽子和猴子。

奖励模块与采集模块电连接，奖励模块包括一级奖励、二级奖励和三级奖励，一级奖励、二级奖励和三级奖励均设置有食物，一级奖励用于固定触发式投放食物，二级奖励用于随机触发式投放食物，三级奖励用于固定时间投放食物；一级奖励模块可以触碰触摸板采集模块时即可得到食物，通过多次触碰触摸板即可每次都能得到食物，使得实验目标对触碰触摸板采集模块产生一定认知感应，二级奖励为在触摸时并不是每次都得到食物，变为一种随机获得状态继而研究，三级奖励则改成固定时间获得食物，并且在时间采集模块下随时间越长获得食物间隔越久。

惩罚模块与采集模块电连接，惩罚模块包括水击惩罚和电击惩罚，水击惩罚包括一级水击惩罚和二级水击惩罚，电击惩罚包括一级电击惩罚模块和二级电击惩罚，一级水击惩罚用于固定触发式喷射水击，二级水击惩罚用于随机触发式喷射水击，一级电击惩罚模块用于固定触发式电击，二级电击惩罚用于固定松开式电击；水击惩罚相较于电击惩罚对实验目标为较轻惩罚，分为水击惩罚和电击惩罚可以实验出不同惩罚程度对实验目标行为造成影响，一级水击惩罚在触碰到触摸板采集模块时旁边的水枪就喷出凉水击打实验目标，对实验目标造成一定不适；二级水击惩罚则在触碰触摸板采集模块时随机发射凉水击打，相较于一级水击惩罚，其惩罚程度更低；一级电击惩罚模块和二级电击惩罚模块分别是触摸触摸板采集模块触发和松开触摸板采集模块触发，触发后会电击实验目标，对实验目标造成较高的电击疼痛感。

采集模块包括时间采集模块，触摸板采集模块，语音采集模块，动作采集模块，时间采集模块与触摸板采集模块电连接，触摸板采集模块与语音采集模块电连接，语音采集模块与动作采集模块电连接；

时间采集模块用于采集各个模块进行时间，触摸板采集模块用于采集实验目标触摸感应，语音采集模块用于采集实验目标发出的声音，动作采集模块用于采集实验目标动作频率；时间采集模块对实验时间进行采集，记录每一步实验达成效果所需时间，还可以通过时间采集模块固定触发奖励模块，触摸板采集模块实验目标进行实验采集，并将触摸反应到奖励模块和惩罚模块作出不同的奖励或惩罚，动作采集模块可以采集实验目标在实验箱内的动作特征反应到统计模块；

统计模块与采集模块电连接，统计模块包括数据整理模块，数据分析模块和数据推导模块，数据整理模块与数据分析模块电连接，数据分析模块与数据推导模块电连接，数据整理模块用于整理实验数据，数据分析模块用于分析和寻找实验规律，数据推导模块用于推导实验结果和得出实验真理；通过奖励模块和惩罚模块营造出不同的实验场景，并将不同实验的实验目标状态记录收集到数据整理模块去，把不同数据源的数据收集整理连接在一起并加载一个新的数据源，数据分析模块对新的数据源数据分析并加以汇总理解和消化数据，最大化开发数据的功能，发挥数据的作用，数据推导模块对整个数据作出总结研究得到最后实验真理，并延展引用至社会心理学，为人类社会作出启发；

该实验步骤包括：

s1.将实验目标放入实验箱中；实验目标为一只处于饥饿状态下的小白鼠；

s2.开启一级奖励模块、采集模块和统计模块；小白鼠先是在实验箱内到处乱串，在乱串中接触到触摸板采集模块后出发一级奖励模块掉落食物，经一段时间后，经采集模块和统计模块研究发现小白鼠很快学会了通过不停的触碰触摸板采集模块获得更多的食物；

s3.关闭一级奖励模块，开启二级奖励模块；小白鼠即使发现每次触碰触摸板采集模块，不能如愿得到食物，但依然会继续坚持不懈触摸，因为它渴望能得到食物，并且小白鼠发现经过不懈努力确实时可以得到；此时动作采集模块发现小白鼠经常作数反复跳动等奇怪动作；

s4.关闭二级奖励模块，开启三级奖励模块；小白鼠很快不在按压触摸板采集模块，因为它很快又发现固定时间后有食物自动掉落，渐渐的变得懒惰；

s5.关闭三级奖励模块，采集模块和统计模块继续保持开启状态；此时小白鼠开始更加疯狂的作出各种奇怪的动作祈求得到食物，研究发现之前随机触碰掉落食物时的动作，小白鼠会刻意模仿，仿佛认为掉落食物和之前做过的某一个动作有关，直到白班尝试之后疲惫不堪才得以放弃；

s6.换一只实验目标，开启一级奖励模块，开启一级水击惩罚模块，开启采集模块和统计模块；换了一只小白鼠继续做宁外一种带有惩罚性的实验，小白鼠一开始也是到处乱串，直到触摸到触摸板采集模块时被水击了一下，小白鼠被冷水冲击大惊一下后不敢再乱串，但是意外发现有食物掉落，虽然受到了惩罚但是也享受了食物，之后的小白鼠一直不再乱动，直到非常饥饿时，小白鼠意又乱串了起来继续遭到了同样的惩罚和食物，小白鼠后期每隔一段时间都会为填肚子接受一次水击惩罚；

s7.关闭一级水击惩罚模块，开启二级水击惩罚模块；小白鼠再一次触碰触摸板模块时发现不但没有受到水击，还得到了美食，此后再次触摸渴望得到更多美食却发现还会遭到水击，经过一段时间后，小白鼠仿佛发现虽然触摸触摸板采集模块时有时遭到水击，但更多时间却没有，所以小白鼠依然愿意为了更多美食而承受时不时的小惩罚；

s8.关闭二级水击惩罚模块，开启一级电击惩罚模块，一级奖励模块保持开启；小白鼠再一次为了食物触摸触摸板采集装置时，此时它却遭受了惩罚非常严重的电击，直接电到小白鼠跳远远离触摸板，此后发现小白鼠即使很久没有食物，再也没有靠近触摸板一步；

s9.换一只实验目标，关闭奖励模块，开启二级电击惩罚模块，开启采集模块和统计模块；小白鼠不按触摸板采集模块就被电击，很快小白鼠就学会了按住触摸板采集模块躲避电击；

s10.关闭二级电击惩罚模块；小白鼠发现为按下触摸板采集模块时也没有遭到电击，很快就不在按压触摸板采集模块；

s11.重复s1-s10，进行下一批次实验目标进行实验，实验将重复研究大量的小白鼠或者鸽子猴子等，进行系统性的研究，使得实验结果更具有代表性，普遍存在性；

在上述步骤中，若实验目标完成前一步骤运动，则说明达成实验目的，进行下一步骤；若实验目标在实验箱过程中没有根据设定猜想去做，则更换食物和惩罚力度，包括更换实验目标，若多次更换依然为按设定目标完成，则实验证明此猜测错误，进而进行下一步骤实验验证，若实验中某一步骤多次实验却时有成功时有失败，则根据成功比例达到80％为实验验证成功，否则判定为失败，以此进行一整套完整实验至结束；

步骤s2-s10中语音采集模块和采集模块用于接收实验目标带来语音信号，动作采集模块用于接收实验目标的运动轨迹信号，数据分析模块用于分析判断语音和动作信号，当每一步骤实验中，先让实验目标在每一实验步骤内，动作采集模块采集到的运动数据为毫无规则的杂乱轨迹，一段时间后传输到数据分析模块的动作采集模块数据和语音模块数据时逐渐变为有一定规律性，数据分析模块将此规律捕捉并传输至数据推导模块，此时时间采集模块同样将步骤开始到发现规律时间传输至数据推导模块，数据推导模块将数据分析模块判断出的规律性和发生规律所需时间记录保存，继而开始下一实验步骤，步骤s2-s10完成后，数据推导模块将整合推导一系列实验给实验目标产生的影响并作出初步推导；

根据步骤s1-s11中，触摸板采集模块设置在实验箱内侧底面上，触摸板采集模块位于奖励模块的下方，触摸板采集模块与奖励模块电连接，触摸板采集模块与惩罚模块电连接，触摸板采集模块可以控制奖励模块与惩罚模块的启闭，奖励模块在实验目标拿不到的地方但是可以看得到，只有通过触摸板采集模块才能得到食物；

根据步骤s1-s11中，动作采集模块设置在实验目标的腿上，动作采集模块与统计模块无线连接，动作采集模块采集出实验目标的运动轨迹，并在运动轨迹里寻找非常规轨迹用于记录其运动特征并寻找特征规则；

步骤s12进一步包括对同一类实验目标重复s1-s10多次循环之后，进而换取不同实验目标种类，实验对每一种类的实验目标多次研究后，当统计模块寻找出规律即可停止对此种类实验，进而换区另一种类实验目标，加大了对研究结果的普遍代表性，和更准确的推导社会现象。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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