生物探测犬的行为与训导员的决策之间存在怎样的关联？

《Applied Animal Behaviour Science》：How does the behaviour of bio-detection dogs correlate with handler decision-making?

　　

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  经过训练的狗在遇到目标气味时，其行为存在可测量的差异。
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  与目标相关的行为被处理者正确解读。
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  密切关注细微行为可以提高处理者决策的可靠性。
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  对于中间类别（例如兴趣和犹豫）的共识较低。
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  在评估狗的表现时，清晰、明确的决策类别至关重要。

引言

狗已经被训练用来检测多种物质，如毒品（Jantorno等人，2020年；Lorenzo等人，2003年）、爆炸物（Furton和Myers，2001年；Gazit等人，2021年；Lazarowski和Dorman，2014年；Oxley和Waggoner，2009年）以及人类疾病，包括前列腺癌（Cornu等人，2011年；Guest等人，2021年）、帕金森病（Rooney等人，2025年）和COVID-19（Grandjean等人，2020年；Guest等人，2022年；Sarkis等人，2021年）。Medical Detection Dogs（MDD）是英国最大的医疗犬训练慈善机构。在这里，狗被训练去嗅闻一系列气味，并最初因为对目标气味的兴趣而获得奖励。然后，处理者通过正面强化来塑造和加强狗对目标气味的反应（Caldicott等人，2023年；Edwards等人，2017年；Mancini等人，2015年）。一旦狗学会了识别目标气味并通过训练有素的提示（也称为指示）作出反应，它们就会检查每一份样本（或在旋转台上），判断是否存在目标，并通过作出指示来表示存在，或者通过不作出指示来表示不存在（Concha，2023年；Lazarowski等人，2020年）。

不同狗的训练提示可能有所不同，包括躺下、坐下、站立、注视以及用鼻子触碰样本端口（Caldicott等人，2023年；Mancini等人，2015年）。此外，狗有时会对感兴趣的气味表现出“反应”，例如快速转头，有时称为“头部摆动”或“检查步伐”（Mancini等人，2015年），或者身体方向或位置的变化（Furton等人，2010年；Krichbaum等人，2023年）。这些自发的变化可以帮助处理者判断样本是否为目标，特别是当狗没有做出完整的训练提示时（Mancini等人，2015年）。正确识别目标取决于狗通过明确的行为变化来传达它找到了目标的能力，以及处理者解读狗行为的能力（Mancini等人，2015年）。通常，处理者必须决定狗的提示是否持续或足够强烈，以表明存在目标。

在狗的训练和测试过程中，以及在记录提示或无兴趣（即没有行为变化）时，一些组织（如MDD）使用中间响应类别，如兴趣和犹豫，来描述更模糊的响应（DSTL，2022年；Essler等人，2020年；Guest等人，2020年；Jezierski等人，2015年；Mancini等人，2015年；McCulloch等人，2006年；Sonoda等人，2011年）。在已发表的研究中，犹豫的定义各不相同，例如，有的定义为“两次检查样本或长时间嗅闻样本而不做出指示”（Edwards等人，2022年；Essler等人，2020年），有的定义为“坐下时犹豫，然后远离样本但又回来”（Mancini等人，2015年）。如何使用这些类别并没有总是被描述清楚，据我们所知，它们的可靠性尚未经过实证测试。重要的是，这些组织需要探讨这些多个类别是否有用，或者它们是否被不一致地使用。在这项研究中，我们使用了MDD的处理者在研究时使用的既定决策类别作为处理者评分系统的例子。我们评估了不同评分者在使用这些类别方面的一致性；“兴趣”和“犹豫”是否真正是不同的类别，以及这些分类与处理者判断狗是否找到了目标气味的决策之间的关系。

除了狗的行为外，其他外部因素，如狗在之前的搜索中的表现、狗或处理者的生活事件、人员变动或访客，以及搜索时的处理者压力，也可能影响处理者的决策和狗的表现（Beebe等人，2016年；Caldicott等人，2023年；DSTL，2019年；Jezierski等人，2014年；Zubedat等人，2014年）。与狗的熟悉程度已被证明会影响处理者对狗的表现的评分（Clark & Rooney，2021年）。因此，我们可能会认为更熟悉这些狗的评分者会在评分上更加一致，然而，决策的一致性以及评分者的熟悉程度对他们的判断与处理者的一致性的影响尚未经过实证测试。

处理者用来判断狗是否发出提示的行为，以及这些决策在不同处理者之间的一致性，尚未经过实证测试。我们使用了预先录制的视频和客观的行为分析，来探讨狗在检测搜索中的行为如何影响评分者对是否找到目标的判断。使用评分者间可靠性分析测试了MDD使用的六个既定决策类别的可靠性。我们比较了评分者对狗的熟悉程度与评分结果的一致性，并评估了更熟悉狗是否会导致与最初决策更好的一致性。由于检测狗的训练和测试通常涉及一个团队，而不仅仅是狗的处理者，因此本研究中的评分者包括狗的处理者和研究工作人员，他们经常在狗的训练和测试期间在场，因此经常使用这六个决策类别。最后，我们将狗在搜索目标样本和控制样本时的行为与评分者的决策进行了比较，以确定与目标相关的行为和记录提示的决策相关的行为，以及与兴趣和犹豫决策相关的行为。这些分析共同提供了有关处理者如何解释狗在检测任务中的行为的见解，以及现有的分类是否是最优的，或者是否需要修改。

章节片段

伦理批准

人类参与者的伦理批准已从布里斯托大学健康科学研究伦理委员会（FREC）获得（参考编号12138），动物观察的伦理批准已从布里斯托大学动物福利伦理审查委员会（AWERB）获得（参考编号UIN/22/008）。样本收集和使用的伦理批准由MDD和合作机构获得并持有，但这不是本研究的一部分，因为它没有改变狗的训练协议。

狗和搜索

十一种生物检测...

指示强度和评分者对样本是目标的确定性如何与选择的决策类别相关？

指示强度与包含数字评分的响应的确定性分数之间存在强烈且显著的正相关（r = 0.84，p < 0.001）。累积链接混合模型显示，在选择IND > HES > INT > NI时，评分者给出的指示强度显著更高，也更加确定样本是目标（p < 0.001）。成对比较发现...

讨论

在使用既定的决策类别对狗在生物检测搜索中的行为进行评分时，我们发现八位评分者之间存在中等程度的一致性。“指示”和“无兴趣”类别的一致性最高，“未搜索”类别的一致性最低。指示强度、评分者对样本是目标的确定性以及选择IND > HES > INT > NI的决策之间存在强烈正相关；这表明评分者最确定目标的存在...

结论

这项研究探讨了狗的行为与处理者在生物检测任务中的决策之间的关系。我们发现所有八位评分者之间存在中等程度的一致性，在遇到目标气味时，与对照气味相比，十一种生物检测狗的行为存在可测量的差异。大多数（但不是所有）与目标相关的行为也与评分者记录提示的决策相关，这表明尽管评分者并不总是同意，但他们通常...

资金声明

这个研究项目由生物技术和生物科学研究委员会（BBSRC）资助，作为西南生物科学博士培训合作伙伴关系（SWBio DTP）的一部分，该奖学金授予了ZPC。该奖学金是布里斯托大学和卡迪夫大学之间的合作项目，属于科学和工程合作奖（CASE）奖学金的一部分，Medical Detection Dogs是CASE的合作伙伴。

参与同意

所有参与者都提供了知情同意，并被提醒他们有权在任何时候未经解释地退出。

出版同意

参与者提供了匿名数据出版的知情同意。

作者贡献

ZPC、NJR和CG设计并规划了这项研究。ZPC收集了数据。ZPC和ED创建了行为图谱。本研究中包含的所有视频分析、数据分析和解释均由ZPC完成。SM提供了关于统计方法的建议和指导。ZPC起草了手稿，NJR和CM提供了输入和监督，并由所有作者进行了编辑和审查。

未引用的参考文献

（Concha等人，2019年；DeChant等人，2020年；国防科学技术实验室（DSTL），2018年；国防科学技术实验室（DSTL），2019年；国防科学技术实验室（DSTL），2022年；Edwards等人，2022年；Edwards，2019年；Fidler等人，2011年；Jezierski等人，2008年）

利益冲突声明

我们没有需要声明的利益冲突。

致谢

感谢Medical Detection Dogs为这项研究的顺利进行以及所有参与研究的参与者。

利益冲突

作者声明在研究、作者身份和/或本文的出版方面没有任何潜在的利益冲突。

Z. Parr-Cortes|S. Morant|C.T. Müller|E. Drysdale|C. Guest|N.J. Rooney