جهاز تمرين سمك الزرد المستحث بالسباحة لمناهج التدريب المتنوعة

في أبحاث الزرد ، يمكن إجراء التمارين البدنية باستخدام أنفاق السباحة المتاحة تجاريا أو المصممة خصيصا. هنا ، قمنا بتطوير نظام تمرين عالي الإنتاجية وسهل الاستخدام لسمك الزرد ، باستخدام مواد متاحة بسهولة. يعتمد الإعداد على سلوك الوصول الحقيقي لسمك الزرد.

لاختبار كفاءة الجهاز ، تم استخدام بروتوكولين للتمرين. التدريب المستمر المعتدل الكثافة ، والتدريب المتقطع عالي الكثافة. لمراقبة سرعة تدفق المياه التي يشير إليها مستشعر التدفق ، نستخدم Arduino Nano ، وشاشة LCD 16 × 2 ، ومقاوم 10 كيلو أوم ربع واط من خلال الفتحة ، ومقياس جهد 10 كيلو أوم.

قم بتجميع المكونات باتباع المخطط المقدم. باستخدام لوحة perf ، وسلك لحام ، وحديد لحام ، وسلك ، وثلاثة صداري ذكور. قم بتحميل رسم Arduino المرفق باستخدام كبل USB مناسب عبر Arduino IDE.

يتم عرض معدل تدفق المياه والوقت منذ آخر إعادة تعيين بالدقائق وسرعة الماء على شاشة LCD. لتجميع نظام إعادة تدوير المياه ، استخدم أنابيب PVC بثلاثة أرباع بوصة وموصلات بثلاثة أرباع بوصة. من الضروري إنشاء منفذين للمياه.

الأول سيقود المياه من التدفق الرئيسي إلى الخزان ، والثاني سيوجه التدفق إلى منطقة تدريب الأسماك. أضف صماما عالميا لتنظيم تدفق العودة. أضف صمام مخرج مياه علوي لتنظيم تدفق المياه إلى منطقة التدريب.

قم بتوصيل وصلة T بالصمام العلوي. لاحظ أنه من الضروري إضافة شبكة داخل الوصلة بالقرب من الصمام لمنع الأسماك من دخول الجزء السفلي من الجهاز. في اتصال T ، أضف صماما عالميا ، والذي سيكون بمثابة بوابة لدخول وخروج الأسماك من النظام.

قم بتوصيل أنبوب الأكريليك بموصل T. بعد ذلك ، قم بتوصيل مستشعر التدفق بأنبوب الأكريليك. لاحظ أنه من الضروري وضع شاشة داخل الأنبوب لمنع الأسماك من المرور.

قم بتوصيل الجهاز المجمع جزئيا بالمضخة الغاطسة داخل خزان المياه. للحفاظ على إعادة تدوير المياه ، من الضروري توصيل الخرطوم بالجزء الأخير من الجهاز بعد مستشعر التدفق. أخيرا ، قم بتوصيل مستشعر التدفق بالشاشة لمراقبة سرعة تدفق المياه.

لاحظ أن هذه موصلات يجب توصيلها بالترتيب الصحيح. الآن هو جاهز للاستخدام. قبل إضافة الزرد إلى الجهاز ، من الضروري ضبط التدفق.

للقيام بذلك ، افتح أولا كلا صمامي التحكم في التدفق تماما للسماح للفقاعات بالخروج من النظام ، مع إبقاء صمام مدخل ومخرج الأسماك مغلقا. بعد ذلك ، اضبط التدفق على السرعة القصوى ، حوالي 0.6 متر في الثانية. سيوفر هذا دقة أكبر في ضبط التدفق باستخدام الصمام العلوي.

التقط السمكة ، ثم أغلق الصمام العلوي لإيقاف تدفق المياه. ثم افتح الصمام التالي بالكامل والذي سيكون بمثابة بوابة دخول الأسماك. من المهم إبقاء فتحة الصمام متجهة لأعلى.

بعد ذلك مباشرة ، أغلق صمام المدخل وافتح صمام التحكم في التدفق. من الممكن وضع مجموعة صغيرة تصل إلى ستة أسماك ، والتي يجب إدخالها دفعة واحدة. لإزالة الأسماك ، أغلق الصمام العلوي تماما ، وقم بتدوير صمام مخرج مدخل الأسماك ، مع تحويل فتحته لأسفل.

ثم افتح الصمام بالكامل. استخدم وعاءا لجمع الأسماك ، جنبا إلى جنب مع الماء الذي سيتدفق عن طريق الجاذبية من الجهاز. أخيرا ، أغلق صمام مخرج المدخل لإيقاف تسرب المياه.

قبل استخدام بروتوكولات التمرين ، من الضروري تأقلم مع سرعة منخفضة وثابتة نسبيا لمدة 60 دقيقة على الأقل يوميا لمدة أسبوع واحد. قبل كل جلسة تمرين ، من الضروري تأقلم لمدة 10 دقائق. بعد فترة التأقلم ، يجب تحديد Umax من خلال تقييم أقصى سرعة سباحة مقابل التدفق.

لهذا ، سيتم زيادة معدل التدفق بمقدار 0.02 متر في الثانية ، كل دقيقة ، حتى تصل الأسماك إلى الإرهاق. لزيادة السرعة ، ما عليك سوى فتح الصمام العلوي برفق ، ومراقبة السرعة من خلال شاشة LCD. إخضاع الأسماك للسباحة القسرية ضد تدفق المياه عند 60٪ من Umax ، كما هو محدد في اختبار السعة القصوى ، لمدة 35 دقيقة.

لاحظ أنه خلال أول 10 دقائق ، تتأقلم الأسماك بنفس سرعة المجموعة المستقرة ، 0.06 متر في الثانية. تسبح الأسماك ضد معدل تدفق المياه الثابت دون الوصول إلى حالة من الإرهاق البدني. إخضاع الأسماك للسباحة القسرية ، بالتناوب بين سرعات السباحة.

دقيقتان عند 90٪ من Umax ، تليها دقيقتان عند 30٪ من Umax ، تتكرر لمدة 18 دقيقة ، تسع دورات. تسبح الأسماك ضد معدل تدفق مياه بديل دون الوصول إلى حالة من الإرهاق البدني. كان الإعداد دقيقا ، مما سمح بإجراء تعديلات دقيقة في سرعة التدفق.

ومع ذلك ، كان الخطأ حوالي 30٪عندما كانت السرعة منخفضة ، 0.06 متر في الثانية. عندما كانت السرعة عالية ، حوالي 0.3 متر في الثانية و 0.5 متر في الثانية ، كان معدل الخطأ بين ثلاثة وأربعة بالمائة فقط. كانت أسرع السرعات التي تم الوصول إليها أثناء التدريب 0.4 متر في الثانية في المجموعة المستقرة ، و 0.44 متر في الثانية في مجموعة التدريب المعتدلة ، و 0.49 متر في الثانية في المجموعة عالية الكثافة في اختبار التحمل النهائي.

تم تصميم كلا نظامي التدريب لتغطية نفس المسافة ، لكن بروتوكول التدريب عالي الكثافة أدى إلى تحسينات أسرع في الأداء ، كما يتضح من زيادة Umax الأسبوعية. حسنت الأسماك المعرضة لتدريب عالي الكثافة أدائها بنسبة 10٪ كل أسبوع ، بإجمالي حوالي 30٪ بشكل عام. من ناحية أخرى ، أظهرت الأسماك المعرضة للتدريب المعتدل تقدما أبطأ ، مع زيادة ملحوظة بنسبة 10٪ في Umax فقط في الأسبوع الثالث ، ولم يتحسن أي تحسن آخر في الأسبوع التالي.

تسلط هذه النتائج الضوء على كيفية تأثير اختيار بروتوكولات التدريب على الأداء البدني لأسماك الزرد بشكل مختلف. في هذه الدراسة ، أنشأنا نظام تمرين جديد فعال من حيث التكلفة مستوحى من أنظمة نفق السباحة والمجاري الحالية. يسمح هذا النظام بإجراء فحص شامل لأداء السباحة في أسماك الزرد.

حددنا Umax عن طريق زيادة تدفق المياه تدريجيا حتى استنفدت الأسماك ، والتي تتميز بثلاثة إرهاق متتالي أو عدم القدرة على الاستمرار في السباحة ضد التيار. ساعدتنا هذه النتائج في تصميم بروتوكولين للتمرين وتأكيد فعالية جهاز نفق السباحة الخاص بنا لتقييم الأداء البدني لأسماك الزرد. بالإضافة إلى ذلك ، فإن هذا النظام المدمج متعدد الاستخدامات ، ويغطي نطاقا واسعا من سرعات تدفق المياه ، ويجعل من السهل تخصيص بروتوكولات التدريب.