基于嗅闻墙训练工作犬嗅觉作业效果评价

陈开龙 杨将辉 汤蔚雯 陈则东

（作者单位：陈开龙、杨将辉、汤蔚雯，江苏农牧科技职业学院宠物科技学院，225300；陈则东，通信作者，江苏农牧科技职业学院宠物科技学院，225300）

犬的灵敏嗅觉是其开展嗅觉作业的基础，在嗅觉作业中如搜毒、搜爆、检疫科目训练，涉及气味联系、气味分化、信号植入、示警方式等内容。气味联系、气味分化是犬嗅觉作业训练的重点环节，其效率直接决定了科目训练的整体效率。同时，在日常学习过程中发现，利用网球感染、气味棒装填实物建立犬的气味联系、气味分化、信号植入的方法，学生较难理解，训练步骤烦琐、多人同时操作场面较为混乱，影响学习效果。针对上述问题，兴趣小组在分析网球感染、气味棒装填实物训练存在的问题基础上，针对性开发设计辅助工作犬嗅觉作业训练工具——嗅闻墙，并构建基于嗅闻墙的训练方法。嗅闻墙的核心设计是墙体规则分布较多且具有一定间距的气味散发孔，通过双面卡盘内外螺纹管与能够自由拆卸的载物瓶相连，实现对犬的嗅闻行为高频强化，解决气味残留对再次训练造成的干扰。基于嗅闻墙构建的工作犬嗅觉作业训练方法，大体上包括四步：诱导并增强嗅闻气味散发孔行为、增强犬嗅闻目标嗅闻物的行为、示警反应训练、手势或口令信号植入。

一、实验材料

（一）试验动物

拉布拉多犬15头，公，12～18月龄，健康状况良好，接受过基础服从训练，由江苏农牧科技职业学院宠物繁育中心提供。

（二）调研对象

2020～2021学年秋学期同时开设工作犬训导技术课程且学情基本一致的4个平行班级，具有一定宠物训导基础的学生，合计112人。

（三）主要用品

1.嗅闻墙。自行设计并制作，具体设计如下：墙体长2m、高1.5m，规则分布间距在20cm～25cm的气味散发孔，通过带有卡盘的中空内外螺纹管与墙体背面的载物瓶相连。载物瓶可自由拆卸，用于装填被嗅闻物，被嗅闻物产生的气味通过中空螺纹管的管道扩散至嗅闻墙正面对应的气味散发孔。墙体底部装有滚轮，方便自由移动，组合成不同的训练场景。

2.其他用品。网球（直径6.35～6.67cm，化纤毛呢材质），购自浙江天龙集团有限公司天龙网球有限公司。气味棒（横截面直径3cm，长20cm），购自德州兴杨橡塑制品有限公司。黑火药，取自市售鞭炮。

二、实验方法

（一）基于嗅闻墙构建的嗅觉作业训练方法

第一步强化犬嗅闻气味散发孔的行为。事先在载物瓶中装填能够散发让犬感兴趣气味的物品，带犬靠近气味散发孔，犬出现嗅闻行为立即标记并奖励，在犬建立嗅闻气味散发孔与获得奖励关联的认识后进入下一步。

第二步强化犬嗅闻目标嗅闻物的行为，建立气味分化能力。不同载物瓶中分别装填够散发让犬感兴趣气味的物品或目标嗅闻物，初始训练阶段装填目标嗅闻物的载物瓶数量较多，后期装填目标嗅闻物的载物瓶数量较少，犬出现嗅闻连接装填目标嗅闻物的载物瓶的气味散发孔行为时立即标记并奖励，在犬每次嗅闻到连接装填目标嗅闻物的载物瓶的气味散发孔时表现出固定的作业表情后进入下一步。

第三步训练犬的示警反应。该步骤训练方法同《公安警犬训练使用先进技术与警犬疾病防治手册》介绍的方法，在犬嗅闻到连接装填目标嗅闻物的载物瓶的气味散发孔时均能做出示警反应后进入下一步。

第四步“搜”口令或手势信号的植入。在带犬搜索前发布“搜”的口令或手势，该步训练遮挡2/3的气味散发孔，有助于犬快速完成一次搜索，实现短时间内口令或手势与搜索行为建立条件反射。通过上述四步完成犬的气味联系、气味分化及信号植入，接下来开展模拟现场训练。

（二）试验分组与训练

选用健康状况良好的拉布拉多犬15头，随机分成3组，分别命名为网球组、气味棒组及嗅闻墙组，每组犬依次编号为1～5。网球组、气味棒组采用《公安警犬训练使用先进技术与警犬疾病防治手册》介绍的方法开展黑火药搜索训练。嗅闻墙组采用基于嗅闻墙构建的嗅觉作业训练方法开展黑火药搜索训练。每日早、中、晚各开展1次训练，每次训练时长为30min，其中每训练5min，休息5min。

（三）气味联系效率测定

“一”字形布置5个鉴别罐，其中1个鉴别罐中放置黑火药，其余为空鉴别罐。训导员根据犬训练状况决定参加测试，带犬依次嗅闻鉴别罐，当犬嗅闻到放置黑火药的鉴别罐表现出兴奋、期待的固定作业表情，且变换鉴别罐摆放位次连续3次均能搜寻到黑火药判定为建立稳定的气味联系，同时记录完成训练所用天数。

（四）气味分化效率测定

“一”字形布置5个鉴别罐，其中1个鉴别罐中放置黑火药，其余鉴别罐放入带有能散发出犬感兴趣气味的物质。训导员根据犬训练状况决定参加测试，带犬依次嗅闻鉴别罐，当犬不受其他气味干扰，对放置黑火药的鉴别罐表现出兴奋、期待的固定作业表情，且变换鉴别罐摆放位次连续3次均能搜寻到黑火药判定为建立稳定的气味分化，同时记录完成训练所用天数。

（五）问卷调查

对112名接受搜爆科目理论教学与实践学习的学生开展无记名问卷调查。问卷内容主要从不同训练方法的体验调查，围绕理论知识是否容易理解、操作步骤是否简单、训练效率是否够高3个维度开展设计，每个指标设完全认可、认可、基本认可、不认可4级体验评价，并做统计分析。

（六）数据统计与分析

采用SPSS 21.0软件对试验数据进行统计分析，试验数据以“平均值±标准差”表示，P＜0.05表示差异显著，采用Graphpad Prism7软件作图。

三、结果与分析

（一）气味联系效率

由表1与图1可知，试验组气味联系建立所用时长平均为14天，网球对照组与气味棒对照组所用时长平均分别为18.8天、19.2天。试验组与网球对照组、气味棒对照组相比，气味联系建立所用时长差异显著（p＜0.05），网球对照组与气味棒对照组无显著差异（p＞0.05）。结果表明基于嗅闻墙构建的工作犬嗅觉作业训练方法能够有效缩短犬建立气味联系所用时长，提高建立气味联系的效率。

表1 建立气味联系用时

图1 不同组别气味联系平均用时比较

（二）气味分化效率

由表2与图2可知，试验组气味分化建立所用时长平均为19天，网球对照组与气味棒对照组所用平均时长分别为24.6天、23.6天。试验组与网球对照组、气味棒对照组相比，建立气味分化所用时长差异显著（P＜0.05），网球对照组与气味棒对照组无显著差异（P＞0.05）。结果表明基于嗅闻墙构建的工作犬嗅觉作业训练方法能够有效缩短犬建立气味分化所用时长，提高建立气味分化的效率。

表2 建立气味分化用时

图2 不同组别气味分化平均用时比较

（三）问卷调查

对均学习过基于嗅闻墙、网球、气味棒3种工具开展工作犬嗅觉作业训练的112名学生调研发现，基于嗅闻墙构建的工作犬嗅觉作业训练方法的3项评价指标均高于传统基于网球或气味棒的嗅觉作业训练方法，有89.3%的学生完全认可该方法理论容易理解，93.8%的学生完全认可该方法操作步骤简单，98.2%的学生完全认可该方法能显著提高训练效率，见表3。结果表明基于嗅闻墙构建的工作犬嗅觉作业训练法更容易学习，学生更易于接受。

表3 基于嗅闻墙构建工作犬嗅觉作业训练方法应用体验

四、讨论

搜毒、搜爆、检疫、搜尸是工作犬嗅觉作业的常见工作科目。在这些科目训练中，提高犬气味联系建立、气味分化的效率则是训练中重点关注的环节之一。

本研究构建的基于嗅闻墙的工作犬嗅觉作业训练方法与国外的训练方法基本一致，均是运用操作条件反射原理，通过食物奖励增强犬的嗅闻行为。但在初始训练中，方法有所不同。国外将目标物直接放置在容器内利用犬的探求反射获取犬的嗅闻行为。本研究训练方法在国外的训练方法基础上，将食物放置在容器内（连接在嗅闻墙上的载物瓶），通过食物气味诱导犬的嗅闻行为。犬的食物动机更为可控，对犬的探求反射要求不高。该方法与国内的训练方法除了在训练原理、操作手段不同外，更主要区别在于该方法能够快速建立犬的记忆。嗅闻墙上设置多个气味散发孔，散发孔之间保持合理的间距，完成一次从嗅闻到奖励的过程与国内训练法相比所用时间要短得多，符合“短时高频奖励快速建立习惯”的要求。因此本研究试验组气味联系建立、气味分化建立耗时显著低于对照组。嗅闻墙的气味散发孔如果能够装配有网球等玩具弹射装置，则嗅闻墙就具备了训练犬专注度的功能。

本研究所用的方法与国内训练方法在教学上也有更多的优势。国内训练法在训练中需要抛扔网球或气味棒，需要的训练场所空间较大，多人多犬训练相互之间容易造成相互干扰，导致场面混乱。该方法可以人犬排成队列，依次通过嗅闻墙开展训练，训练秩序相对较好，也符合训练与休息间隔进行的要求。通过调研发现，学生普遍认为该方法更容易理解、操作步骤更为简单、训练效率更高。