Tikus memainkan DOOM

• Membuat sistem VR lengkap untuk tikus, sehingga tikus sungguhan dapat mengendalikan dan menjelajahi game klasik DOOM
• Sistem terdiri dari bola pelacak gerak, headset panorama, pemicu input, dan rangkaian hadiah, dengan seluruh hardware dan software dirilis sebagai open source
• Versi kedua (V2) ditingkatkan dengan sensor yang lebih presisi, layar AMOLED dengan sudut pandang 180°, dan komponen modular hasil cetak 3D
• Software kontrol berbasis Python memproses gerakan, hadiah, dan integrasi game secara real-time melalui komunikasi antara Raspberry Pi dan PC
• Tikus benar-benar menjelajahi ruang virtual dan melakukan aksi menembak, menunjukkan kemungkinan baru untuk riset perilaku hewan dan pengembangan sistem interaktif

---

Gambaran proyek

• Membangun lingkungan VR khusus agar tikus dapat memainkan DOOM
  • Komponen: bola treadmill pelacak gerak, headset panorama, pemicu input, rangkaian hadiah
  • Semua komponen tersedia sebagai open source bersama desain cetak 3D, skema rangkaian, firmware, dan software kontrol
• Versi awal (V1) dikembangkan di New York dan hanya memungkinkan latihan berlari di lorong sederhana, tetapi berkembang menjadi sistem modular penuh di V2
• Komponen logam dirancang dan diproduksi bekerja sama dengan SZURWIN KFT

Perbandingan V1 dan V2

• V1
  • Hanya mendukung struktur bola dasar dan latihan maju ke depan
  • Sensor dan struktur mekanis sederhana, tanpa layar panorama
• V2
  • Mekanisme penggerak bola baru menghadirkan gerakan yang lebih mulus
  • Dilengkapi layar AMOLED dengan sudut pandang 180° horizontal dan 80° vertikal
  • Sensor yang ditingkatkan untuk pelacakan gerak yang presisi
  • Sistem hadiah yang diperkuat dengan motor pencampur
  • Menggunakan komponen modular hasil cetak 3D dan stabilitas elektronik yang ditingkatkan
• Karena usia tikus, validasi perilaku penuh tidak dapat dilakukan, tetapi sistemnya sendiri berfungsi normal

Konfigurasi hardware

• Struktur keseluruhan
  • Terdiri dari treadmill berbentuk bola yang mendeteksi gerakan tikus, pemicu untuk menembak, layar panorama, dan sistem hadiah air gula
  • Semua perangkat dipasang di atas rangka aluminium modular, membentuk lingkungan eksperimen yang mandiri
• Antarmuka visual
  • Headset AMOLED lipat yang membungkus kepala tikus tanpa mengganggu ruang kumis
  • Nozel semburan udara ditempatkan di dekat kumis kiri dan kanan untuk menyampaikan event game seperti tabrakan dengan dinding
  • Termasuk tabung dispenser hadiah dan slot untuk speaker kecil
• Deteksi pergerakan
  • Sensor optik pada bola yang berputar bebas melacak perpindahan dan mengubahnya menjadi gerakan dalam game
  • Fungsi penggerak motor memungkinkan simulasi rute saat pelatihan
• Input pemicu
  • Perangkat menembak berbentuk tuas yang ditarik tikus dengan kaki depan, dilengkapi pegas dan rotary encoder
  • Stepper motor memungkinkan demonstrasi otomatis untuk mendukung pelatihan yang mengaitkan rangsangan visual dan gerakan
• Sistem hadiah
  • Penyemprotan presisi air gula dalam unit 10μL, dikendalikan oleh pompa, sensor tekanan, dan katup solenoid
  • Mixer menjaga konsentrasi tetap stabil dan memberi hadiah instan yang tersinkron dengan event game
• Keterbatasan
  • Bergantung pada ukuran atau karakter tikus, posisi pemicu dan aliran hadiah perlu disesuaikan

Arsitektur software

• Sistem kontrol modular berbasis Python mengelola keseluruhan loop
  • Fungsi utama: capture gerak, kontrol bola, deteksi pemicu, distribusi hadiah, integrasi DOOM, dan logika pelatihan
  • Terhubung dengan lingkungan ViZDoom untuk menjalankan kontrol perilaku closed-loop secara real-time
• Komunikasi TCP antara PC dan Raspberry Pi
  • Pi: pembacaan sensor, penggerak bola, kontrol hadiah
  • PC: menjalankan game, memproses data, mengirim perintah tingkat tinggi
• Semua komponen dapat beroperasi dalam mode manual maupun otomatis, dan parameternya diatur di kode Python
• Keterbatasan
  • Tidak ada fungsi kalibrasi otomatis sehingga penyelarasan sensor dan timing hadiah harus diverifikasi secara manual
  • Beberapa firmware mikrokontroler perlu disesuaikan tergantung variasi hardware

Hasil eksperimen

• Tikus berhasil menjelajahi lingkungan virtual dan mengoperasikan pemicu tembakan
  • Setiap individu memerlukan masa adaptasi sekitar 2 minggu
  • Pelatihan lanjutan penuh belum selesai, tetapi hasil positif terlihat dari tingkat partisipasi dan respons sistem
• Keterbatasan
  • Riset tentang pelatihan jangka panjang dan variasi antarindividu masih kurang
  • Dampak paparan VR terhadap kesehatan tikus memerlukan penelitian lebih lanjut

Rencana ke depan

• Sedang menyusun Rat VR Build Guide dan menyediakan dukungan pembangunan bagi peneliti atau pembuat yang tertarik
• YoloRun.Capital sedang berinvestasi pada proyek-proyek kreatif dan eksperimental seperti ini
• Ide-ide baru sangat disambut

Tim

• Viktor Tóth – bertanggung jawab atas pelatihan tikus
• Sándor Makra – desain elektronika
• Ákos Blaschek – dokumentasi dan open source