Robot controlado por insectos: una plataforma del robot móvil para evaluar la capacidad de seguimiento de Olor de un insecto

Summary

La capacidad para localizar una fuente de olor es necesario para la supervivencia de insectos y se espera que sea aplicable a artificial olor de seguimiento. El robot insecto controlado es impulsado por un Silkmoth real y nos permite evaluar la capacidad de seguimiento de olor de los insectos a través de una plataforma robótica.

Abstract

La localización robótica de fuentes de olor ha sido un área desafiante y a la que se espera que el conocimiento biológico contribuya, ya que encontrar fuentes de olor es una tarea esencial para la supervivencia de los organismos. Los insectos son organismos bien estudiados con respecto al seguimiento de olores, y sus estrategias de comportamiento se han aplicado a robots móviles para su evaluación. Este enfoque "de abajo hacia arriba" es una forma fundamental de desarrollar robots biomiméticos; Sin embargo, los análisis biológicos y el modelado de los mecanismos de comportamiento aún están en curso. Por lo tanto, todavía se desconoce cómo funciona realmente un sistema biológico de este tipo como controlador de una plataforma robótica. Para responder a esta pregunta, hemos desarrollado un robot controlado por insectos en el que un macho adulto de polilla de seda (Bombyx mori) conduce un coche robot en respuesta a estímulos de olor; Esto puede considerarse como un prototipo de un futuro robot mimético de insectos. En la cabina del robot, una polilla de seda atada caminaba sobre una bola apoyada en el aire y un sensor óptico medía las rotaciones de la bola. Estas rotaciones se tradujeron en el movimiento del robot de dos ruedas. La ventaja de este enfoque "híbrido" es que los experimentadores pueden manipular cualquier parámetro del robot, lo que permite evaluar la capacidad de seguimiento de olores de los insectos y proporciona sugerencias útiles para el seguimiento robótico de olores. Además, estas manipulaciones son formas no invasivas de alterar la relación sensorio-motora de un insecto piloto y serán una técnica útil para comprender los comportamientos adaptativos.

Introduction

Los robots autónomos capaces de encontrar una fuente de olor pueden ser importantes para la seguridad de la sociedad. Se pueden utilizar para la detección de víctimas de desastres, de drogas o materiales explosivos en un aeropuerto, y de derrames o fugas de materiales peligrosos en el medio ambiente. En la actualidad, dependemos completamente de animales bien entrenados (por ejemplo, perros) para estas tareas, y se esperaba que la localización robótica de la fuente de olor aliviara la carga de trabajo de estos animales. Encontrar una fuente de olor es una tarea desafiante para los robots porque los odorantes se distribuyen de manera intermitente en una atmósf....

Protocol

1. Experimental Animal

1. Prepare una caja de plástico para mantener las pupas de machos silkmoths (B. mori) hasta su eclosión. Toallas poner papel en la parte inferior y trozos de cartón alrededor de la pared interior de la caja (Figura 1A).
   Nota: Las piezas de cartón son necesarias para que las polillas adultas de espera mientras se extiende sus alas durante la eclosión (Figura 1A).
2. Silkmoth masculina puesto (Bombyx mor i) pupas en la caja y mantenerlos en una incubadora hasta la eclosión debajo de un 16-hr: 8 h luz: oscuridad ciclo a 25 ° C.
   NOTA: El macho y la hem....

Results

Presentamos aquí las características básicas del robot insecto controlado requerida para la localización exitosa de una fuente de olor. La comparación entre el robot y silkmoths, la eficacia del sistema de suministro de olor, y la importancia de olfativo bilateral exacto y entradas visuales son examinados.

La comparación de los comportamientos de olor de seguimiento entre polillas libremente a pie y el robot de insectos contro.......

Discussion

Los puntos más importantes para el éxito en el control del robot por un Silkmoth están dejando que la polilla caminar sin problemas en el balón hinchable y la medición de la rotación de la bola de forma estable. Por lo tanto, la inmovilización del Silkmoth y montarlo en la pelota en la posición adecuada son los pasos críticos en este protocolo. adherencia inadecuada de la polilla de la unión o de posicionamiento inadecuado de la polilla en la bola hará que la presión no natural en él, lo que perturba su comportamiento n.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Polilla de seda adulta macho (Bombyx mori)			Se cría a partir de huevos o se compra como pupa.
Incubadora	Panasonic	MIR-254	Almacene las pupas o polillas de seda adultas a una temperatura constante, 238 L.
Caja de plástico	Sunplatec	O-3	Almacenar pupas o polillas de seda adultas, 299 &veces; 224 &veces; 62 mm L &veces; W & veces; H.
Alambre			de cobre de 2 mm de diámetro para la fijación. Cualquier barra rígida se puede utilizar como alternativa para hacer el accesorio para atar una polilla de seda.
Lámina de plástico	Kokuyo	VF-1420N	Se vende como película de retroproyector con un grosor de 0,1 mm. Úselo en la punta del accesorio.
Pinzas	Como una	5SA	Retire las escamas del tórax.
Adhesivo	Konishi	G17	Une una polilla de seda al accesorio.
Robot controlado por insectos	Custom		Bearing, una cinta de correr con soporte de aire, un sensor óptico, placas de microcontrolador basadas en AVR personalizadas y dos motores sin escobillas de CC. Funciona con 8 × AA y 3 &veces; Baterías 006P.
Microcontrolador	Atmel	ATMEGA8	Un componente del robot controlado por insectos.
Soplador de CC	Nidec	A34342-55	Un componente del robot controlado por insectos para hacer flotar una pelota en una cinta de correr con soporte de aire.
Ventilador de CC	Minebea	1606KL-04W-B50	Un componente del robot controlado por insectos para succionar aire que contiene un olor.
Sensor óptico de ratón	Agilent technologies	HDNS-2000	Un componente del robot controlado por insectos, obtenido de un ratón óptico (M-GUWSRSV, Elecom, Japón).
Motor sin escobillas	Maxon	EC-45	Un componente del robot controlado por insectos para accionar una rueda.
		poliestireno blanco	Un componente del robot controlado por insectos. Diámetro 50 mm, masa aproximada 2 g.
Bombykol: (E,Z)-10,12-hexadecadien-1-ol	Shin-Etsu síntesis química		personalizada.
n-hexano	Wako	085-00416	Disolvente para bombykol.
Túnel de viento	Tipo		, tamaño 1.800 &veces; 900 &veces; 300 mm L &veces; W & veces; H.
Programa BioSignal	Personalizado		Un programa para establecer una comunicación en serie entre el robot controlado por insectos y un PC a través de Bluetooth. Se utiliza para enviar comandos para arrancar/detener el robot o configurar las propiedades de su motor.
Videocámara	Sony	HDR-XR520V	Captura los movimientos del robot.