Система JetBall

Виртуальная реальность (ВР) используется для создания экспериментальной среды с оптимальным контролем. На сегодняшний день этот метод используется для исследований способностей лабораторных животных ориентироваться в пространстве, познавать окружающий мир, приобретать новые навыки или запоминать информацию.
 
Система Jet Ball разработана на базе  сферической беговой дорожки, поддерживаемой воздушной подушкой, в комбинации с несколькими экранами или куполообразным проекционным экраном. Установка позволяет оценить способность животного ориентироваться в пространстве и проводить поведенческие тесты в виртуальном пространстве. Система также позволяет одновременно применять электрофизиологические, оптогенетические методы исследования, проводить визуализацию. Jet Ball открывает новые возможности в неврологических исследованиях.
 
Преимущества:
 
• Виртуальная реальность позволяет гибко изменять экспериментальную среду и условия проведения экспериментов.
• Возможно использование встроенных виртуальных моделей самых распространённых лабиринтов (коридор, Т-образный, крестообразный, Y-образный лабиринты).
• Присутствует возможность создания пользовательских виртуальных лабиринтов с размещением собственных ориентиров с разными размерами и формами, появляющихся и исчезающих в определённый момент времени. Также можно создать бесконечные лабиринты. Поддерживается запуск различных лабиринтов в виде череды сменяющихся тестов без необходимости убирать животное с верхушки сферы. Кроме того, программное обеспечение позволяет разобщать ответ виртуальной реальности на реальные движения животного.
• Система позволяет комбинировать виртуальную реальность с системами поощрения, звуковыми, обонятельными, тактильными стимулами, а также с устройством торможения.
• Экспорт пользовательских данных на внешний компьютер с помощью системы переноса данных  для синхронизации информации.
 
Установка системы виртуальной реальности

Виртуальная реальность отображается на TFT-мониторе, окружающем установку (Версия А), или на сферическом зеркальном проекционном экране в виде купола (Версия Б).
 
Версия А: TFT-монитор
• Достаточно много места для наружных устройств, например микроскопов.
• Высокий контраст и светимость.
 
 
Версия Б: Купол
• Большая поверхность для виртуальной реальности.
• Без швов между панелями.
 
 
 
Рабочие модули
 
Система Jet Ball включает в себя устройство, удерживающее сферу, выполненное из одного цельного алюминиевого блока. Сфера из полистерена с заданным диаметром удерживается в подвешенном состоянии на воздушной подушке. Источник сжатого воздуха для создания воздушной подушки установлен под сферой. Датчик движения по осям X и Y определяет перемещения поверхности сферы и вычисляет текущие координаты. Стимулирующее воздействие не является необходимостью для проведения визуальных экспериментов.
 
При необходимости система может быть расширена модулями для звуковой, обонятельной, тактильной стимуляции, устройством для отрицательного (струя сжатого воздуха) и положительного (жидкость)поощрения, устройством торможения сферы. Также заказчик может приобрести сферическую беговую дорожку без системы виртуальной реальности.
 
Базовая версия устройства включает в себя крепление для сферы, сферу из полистерена, датчик движения XY. В зависимости от размеров сферы различают две версии устройства:
-система крепления сферы диаметром 20 см для мышей;
-система крепления сферы диаметром 30 см для крыс весом менее 300 гр.
 
 
Датчик движения XY (требуется для экспериментов с виртуальной реальностью)
Датчик используется для обнаружения движения поверхности сферы. Данные используются для вычисления координат.

Звуковая стимуляция (опционально, только для версии с TFT-панелями)
3D акустическая система состоит из 4 кольцевых купольных высокочастотных динамиков, усилителя, аудио-интерфейса и программного обеспечения.

Обонятельная стимуляция (опционально)
Модуль многоканального ольфактометра позволяет проводить стимуляцию органов обоняния с быстрым ответом. Ольфактометр может иметь от одного до восьми параллельных каналов, ведущих к выдвижному рабочему устройству системы крепления сферы.

Удерживающее устройство для головы животного (опционально)
Устройство для фиксации головы животного разработано компанией Luigs & Neumann GmbH. Конструкция регулируемая, с подставкой и имплантируемыми кронштейнами.
 
Каждая система Jet Ball поставляется с компьютером, компьютерным оборудованием, источником питания. Также в комплект поставки входит регулятор давления и флоуметр для контроля над источником сжатого воздуха. Более того, при необходимости предлагается специальная передвижная стойка для оборудования, позволяющая экономить пространство и обеспечивающую лёгкий доступ ко всему оборудованию
 
 
Программное обеспечение
Базовая версия системы включает в себя следующее программное обеспечение:

PhenoSoft Control
ПО предназначено для контроля над каждым компонентом оборудования через графический интерфейс. Позволяет следить за событиями с помощью временных меток в итоговом файле эксперимента.

PhenoSoft VR
Программное обеспечение используется для создания пользовательских лабиринтов с помощью файлов .xml, .jpeg, .png (размер, форма, стенки, небо, пол, ориентиры, цвета и изображения).

PhenoSoft Schedule
ПО используется для создания пользовательских расписаний экспериментов с помощью машин состояния.
 
 
 
Экспорт данных
Устройство транслирует координаты и события, происходящие с рабочими блоками, от системы Jet Ball к наружным устройствам в режиме реального времени.

Система Jet Ball регистрирует два набора координат:
• Путь: реальные координаты, записанные XY-датчиком движения сферы.
• VR: определяют соответствующее положение животного внутри виртуальной реальности.
И те, и другие координаты могут передаваться на наружное оборудование и программное обеспечение через:
• Устройство передачи аналоговых данных (8 каналов аналоговых данных, 12 бит): позволяет получить доступ к данным о положении через 4В выводы с 12 битным разрешением (диапазон выходного напряжения +/-10В, +/-5В, 0-10В).
• Устройство передачи цифровых данных: позволяет передать координаты по протоколу TCP/IP (локальная сеть Ethernet) на внешний компьютер.
 
События, регистрируемые рабочими модулями:
• Срабатывание датчика лизания (поощрение жидкостью);
• Работа насоса (поощрение жидкостью);
• Струя сжатого воздуха (отрицательное поощрение);
• Тактильная стимуляция слева/справа;
• Тормоза.
 
Данные устройства контролируются через плату NI PCI-6503 с интерфейсом подключения PCI. Соответствующие сигналы ввода-вывода (24 линии) могут передаваться наружным устройствам через 5В TTL-совместимый кабель прямо от блока разъёмов с интерфейсом PCI на лицевой панели крепления сферы. Благодаря использованию этого типа интерфейса для передачи данных предусмотрено несколько дополнительных возможностей:
• Возможно использование второй PCI-платы (NI PCI-6503) на внешнем компьютере, подключаемой через 50-штырьковый шлейф к PCI интерфейсу на блоке разъёмов;
• Блок разъёмов (NI CB-50) используется для быстрого подключения передачи сигналов ввода-вывода на наружные устройства с помощью концевой арматуры кабеля с 50 винтовыми зажимами;
• Разъём DB-37 может использоваться для получения сигналов ввода-вывода. Например, для подключения систем сбора и анализа данные компании Blackrock Microsystems. Линии ввода-вывода определяются панелью адаптера DB-37.