利用差异强化和消退训练提升猎豹粪便检测犬特异性

《Animal Cognition》：Using differential reinforcement and extinction to increase specificity in cheetah scat detection dogs

在猎豹粪便检测犬训练中，存在犬对非目标粪便误报的问题。研究人员开展 “Using differential reinforcement and extinction to increase specificity in cheetah scat detection dogs” 的研究，结果表明该训练方法可减少误报，对提升检测犬准确性意义重大。

　　在广袤的非洲草原上，猎豹作为一种珍稀的野生动物，其生存状况备受关注。为了深入了解猎豹的健康状况和猎物选择等信息，研究人员常常需要收集它们的粪便进行分析。然而，人类很难区分猎豹粪便与其他食肉动物的粪便，这就使得检测犬成为了重要帮手。不过，在训练检测犬时，却出现了新的问题：犬对非目标的薮猫（Caracal caracal）和豹（Panthera pardus）粪便样本频繁发出错误警报，这不仅浪费时间，还增加了分析成本。于是，为了解决这一问题，来自美国俄勒冈州立大学（Department of Fisheries, Wildlife, and Conservation, Oregon State University）等机构的研究人员开展了一项针对猎豹粪便检测犬的训练研究。
该研究发表在《Animal Cognition》上，具有重要意义。它为提高检测犬的准确性提供了新的方法和思路，有助于更高效地收集猎豹粪便样本，推动对猎豹的研究和保护工作。

研究人员为开展此项研究，运用了多种技术方法。首先，对检测犬的学习历史进行调查，通过与工作人员访谈和查阅训练记录来了解情况。其次，采用了基于消退的差异强化训练协议（extinction-based differential reinforcement protocol），在肯尼亚桑布鲁县（Samburu County）的特定区域对两只检测犬进行训练，训练过程通过手机拍摄视频记录，之后对视频进行分析。

研究结果如下：

1. 训练过程及调整：两只检测犬分别是 6 岁的雄性边境牧羊犬和罗威纳犬混血 Madi，以及 3 岁的雌性比利时玛利诺犬 Persi。在训练前，研究人员发现此前的训练方法无法有效减少误报。于是，开始实施新的训练协议，训练过程中根据犬的表现进行了一些调整，如针对 Persi 初期对所有物种警报行为的抑制，训练人员进行了特殊处理；Madi 出现口咬粪便等行为时也被及时纠正 。
2. 误报数量和持续时间变化：在 2022 年 5 月 9 日至 6 月 7 日的训练期间，Persi 进行了 15 次训练，共 145 次试验；Madi 进行了 12 次训练，共 93 次试验。随着训练的进行，两只犬的误报数量和持续时间都逐渐减少。Persi 在第 11 次训练后不再有误报，Madi 虽然仍有偶尔误报，但整体趋势是减少的。
3. 其他相关变化：Persi 初期漏报数量有所增加，但随着训练也逐渐减少；Madi 的漏报数量则略有增加。

研究结论和讨论部分指出，基于消退的差异强化训练协议能够有效减少检测犬的误报。该协议在保持目标物种敏感性的同时，避免了对犬造成不良影响，如因惩罚误报可能导致犬对寻找、嗅探目标产生厌恶，进而降低敏感性。不过，该研究也存在一些局限性，例如研究持续时间短、缺乏视频审查的内部验证、无法设置对照组测试不同方法等。未来还需要更多研究来确定影响消退长期成功的因素，进一步完善检测犬的训练方法。总的来说，这项研究为保护检测犬的训练提供了重要参考，对提高检测犬在野生动物研究和保护中的作用具有积极意义。