Radio Frequency Identification und bewegungssensitiven Video effizient zu automatisieren Aufnahme von unbelohnt Wahlverhalten von Hummeln

Das übergeordnete Ziel dieser Verfahren ist es, die Beobachtung des Bienenwahlverhaltens an künstlichen Blumen zu automatisieren. Dazu wird zunächst ein Identifikationsetikett auf alle Bienen innerhalb eines Volkes geklebt, je nach Protokoll mit Nummernschildern aus Kunststoff oder RFID-Tags. Der zweite Schritt besteht darin, bewegungsempfindliche Camcorder oder die RFID-Lesegeräte im Prüfraum einzurichten.

Als nächstes bekommen die Kunstblumen einen Platz im Testraum. Der letzte Schritt besteht darin, den B-Völkern Zugang zum Testraum zu gewähren. Letztendlich wird eine große Datenbank mit Datensätzen erstellt, die aus der Zeit und dem Ort jedes einzelnen Blumenbesuchs besteht.

Der Hauptvorteil dieser Techniken gegenüber anderen Methoden, wie z. B. der manuellen Aufzeichnung von Beobachtungen in Echtzeit, besteht darin, dass diese Techniken es uns ermöglichen, das Verhalten von Bienen zu untersuchen, die noch nie eine Belohnung auf Blumen erfahren haben. Bienen brauchen Zeit, um Blüten zu entdecken, manchmal sogar Tage. Unsere Methoden ermöglichen es uns, diese sehr seltenen Ereignisse zu erfassen.

Wir können die Aktivitäten eines ganzen Hummelvolkes kontinuierlich über einen längeren Zeitraum und mit hoher Präzision aufzeichnen. Dies kann uns helfen, Schlüsselfragen im Insektenverhalten über die Ursprünge individueller Unterschiede zu beantworten. Die Testumgebung für dieses Protokoll muss ein isolierter Raum oder ein zwei Kubikmeter großer Metallschirm-Flugkäfig am Flugkäfig sein.

Ein kleines Loch mit dem Durchmesser eines Nickels oder etwa zwei Zentimetern dient den Bienen als Ein- und Ausstiegspunkt. Biene. Die Völker werden über eine Leitung mit dem Testraum verbunden, die breit genug ist, um mehrere Bienen gleichzeitig zirkulieren zu lassen. Siebrohrleitungen sind ideal, da sie bei diesen Versuchen eine gute Traktion bieten.

Die Bienen bewegen sich frei zwischen dem Flugkäfig und dem Völkerkasten über diese Kanäle innerhalb des Testraumes befinden sich zwei Halterungen für die Platzierung künstlicher Blüten. Dabei handelt es sich um 1,2 Meter hohe Holzständer, die in der Mitte des Raumes platziert oder an der Wand befestigt sind. An der Oberseite des Ständers befindet sich ein Mechanismus, der zum Halten der Blumen dient.

Während des gesamten Experiments werden die Positionen der Halter regelmäßig verschoben, um das Einbringen von Artefakten mit Positionseffekten zu verhindern. Während der RFID-Experimente wird ein 2K-Sechszylinder auf einer speziell entwickelten künstlichen Blume für Farbtag-Experimente installiert. Bewegungsempfindliche Camcorder werden zwei Meter von den Kunstblumen entfernt platziert.

Der Versuchsraum wird mit Leuchtstofflampen beleuchtet, die eine Intensität von mindestens 1.200 Lux erzeugen, da die Bienen das Flackern gewöhnlicher Leuchtstofflampen erkennen können, während des Experiments müssen spezielle Hochfrequenz-Vorschaltgeräte verwendet werden, die mit über 200 Hertz flackern. Die Arbeiter werden am Brustkorb mit RFID-Tags markiert, wählen die Arbeiter in einzelne Behälter, wenn sie aus ihren Kokons auftauchen, und rufen sie, während sie sich noch in ihrem Schlafstadium befinden und nicht fliegen können, für etwa eine Stunde in einem auf sieben Grad Celsius eingestellten Kühlschrank herunter. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit minimiert, dass Sie während des Markierens gestochen werden.

Bringen Sie nach dem Abkühlen einen eindeutigen RFID-Tag mit ungiftigem Klebstoff an jedem Arbeiter an. Lasse den Kleber mindestens 10 Minuten trocknen, bevor du die Arbeiterin wieder in die Kolonie einführst. Alle Arbeiter, die sich der Etikettierung entziehen oder ihr RFID verloren haben, müssen entfernt werden.

Wenn die experimentellen künstlichen Blumenkonstrukte in einer Maschinenwerkstatt hergestellt werden können, werden sie mit farbigem Ton ausgekleidet. Eine schlichte blaue Kunstblume ist die Basisvorlage, auf der verschiedene visuelle Merkmale hinzugefügt werden. Ein optisches Merkmal ist ein Design mit einer dünnen Schicht aus gelbem Ton.

Der Schlitz am zylindrischen Teil der künstlichen Blume rastet einfach auf dem RFID-Lesegerät ein. Entscheidend ist die Gestaltung des Blütenreizes. Der Innenraum muss groß genug sein, dass alle Hummelstücke hineinklettern können, aber klein genug, dass das Etikett an der Hummel bis auf drei bis vier Millimeter an das Lesegerät herankommt.

Darüber hinaus muss die künstliche Blume so gestaltet sein, dass sie ihre optischen Eigenschaften so darstellt, dass es keine Unterbrechung zwischen dem Zylinder- und dem Coon-Teil gibt. Eine Alternative zu RFID-Tags sind farbige Nummernschilder. Diese Tags werden auch an Arbeiterbienen angebracht, kurz nachdem sie aus ihren Kokons geschlüpft sind.

Ein Vorteil gegenüber den RFID-Tags ist, dass sie für die Bienen schwerer zu lösen sind. Entfernen Sie wie bei der RFID-Tagging alle Arbeiter aus der Kolonie und rufen Sie sie vor der Tagging an. Später. Sobald das Experiment begonnen hat und das Verhalten der Bienen aufgezeichnet wird, tauchen neue Arbeiterinnen auf und müssen markiert werden.

In der Regel kommen alle zwei bis drei Tage sieben bis zehn neue Arbeiterinnen hinzu, um Daten von farbig markierten Bienen aufzuzeichnen. Bewegungsempfindliche Videokameras müssen von außerhalb der Testumgebung auf jede Blume gerichtet werden. Dabei kann es sich um Internetprotokollkameras mit mindestens einem Megapixel Auflösung und Lichtmodifikation handeln.

Ersetzen Sie das Standardobjektiv durch ein 1,8-Millimeter-Objektiv mit sehr großer Brennweite, um eine bessere Fokussierung und die Möglichkeit zum Heranzoomen an die Blüte zu erhalten. Fokussieren Sie eine andere Kamera, um den Bereich vor den beiden Blumen einzufangen. Diese Kamera ist etwa einen halben Meter über den Blüten positioniert.

Es erfasst die Verhaltensweisen, die vor der Landung auftreten, einschließlich des Anflugschwebens und sogar des Intonierens. Eine Kolonie von 375 Arbeitern wurde mit RFIDs versehen. 85 % betraten während der Studie den Flugkäfig, und 62 % dieser Bienen erkundeten auch einen von vier Blütenreizen.

Dies wurde als Schweben über Intonieren, Landen und Erkunden gewertet. Das Experiment produzierte etwa 300.000 aufgezeichnete Ereignisse, die alle in einer Datenbank der Mäusewelt gespeichert wurden. Es wurde eine Präferenz für ein radiales Muster gegenüber einem konzentrischen Muster gezeigt.

Das radiale Muster kehrte sich jedoch um, wenn das konzentrische Muster in der Mitte der Blume positioniert wurde und das radiale Muster peripher war. In einem zweiten Experiment wurden Bienen mit farbigen Zahlen versehen und mit bewegungsempfindlichen Camcordern gefilmt. In diesem Experiment wurden mittig positionierte Blüten mit radialem Muster gegenüber mittig positionierten konzentrischen Mustern bevorzugt. Blumen.

Die Position eines Musters auf der Blüte machte keinen Unterschied. Diese Verfahren ermöglichen es uns, theoretische Vorhersagen von Computational Modeling und künstlicher Intelligenz über die Eigenschaften der visuellen Informationsverarbeitung durch kleine Gehirne empirisch zu überprüfen. Zum Beispiel wurden unüberwachte neuronale Netze verwendet, um Vorhersagen bezüglich der Symmetriepräferenzen zu generieren, die wir mit unseren automatisierten Methoden getestet haben.

Das Verhalten von Hummeln, die ihr Volk zum ersten Mal verlassen, ist ein vernachlässigtes Forschungsgebiet, und einige der Hindernisse für die Forschung sind methodischer Natur. Die Techniken, die wir in diesem Video beschrieben haben, eignen sich besonders gut, um das Verhalten von Hummeln zu untersuchen, die zum ersten Mal ihr Volk verlassen und auf Nahrungssuche sind. RFID. Tagging und bewegungsempfindliche Videoaufzeichnungen werden derzeit von Psychologen und Biologen verwendet, um neue Fragen zu untersuchen, die bis vor kurzem unerreichbar waren.