Este protocolo utiliza impresoras tridimensionales (3D) y cortadoras láser que se encuentran en los espacios de fabricación para crear un diseño de molino de vuelo más flexible. Mediante el uso de esta tecnología, los investigadores pueden reducir costos, mejorar la flexibilidad del diseño y generar trabajo reproducible al construir sus molinos de vuelo para estudios de vuelo de insectos atados.
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Artículo de método
Construyendo un molino de vuelo mejorado para el estudio del vuelo de insectos atados
En este artículo
Resumen
Resumen
Los makerspaces tienen un alto potencial para permitir a los investigadores desarrollar nuevas técnicas y trabajar con nuevas especies en la investigación ecológica. Este protocolo demuestra cómo aprovechar la tecnología que se encuentra en los makerspaces para construir un molino de vuelo más versátil a un costo relativamente bajo. Dado que este estudio extrajo su prototipo de molinos de vuelo construidos en la última década, este protocolo se centra más en delinear las divergencias hechas del molino de vuelo simple y moderno. Estudios anteriores ya han demostrado cuán ventajosos son los molinos de vuelo para medir parámetros de vuelo como la velocidad, la distancia o la periodicidad. Tales molinos han permitido a los investigadores asociar estos parámetros con factores morfológicos, fisiológicos o genéticos. Además de estas ventajas, este estudio analiza los beneficios de usar la tecnología en makerspaces, como impresoras 3D y cortadoras láser, para construir un diseño de molino de vuelo más flexible, robusto y plegable. En particular, los componentes impresos en 3D de este diseño permiten al usuario probar insectos de varios tamaños al hacer que las alturas del brazo del molino y los sensores infrarrojos (IR) sean ajustables. Las impresiones 3D también permiten al usuario desmontar fácilmente la máquina para un rápido almacenamiento o transporte al campo. Además, este estudio hace un mayor uso de imanes y pintura magnética para atar insectos con un estrés mínimo. Por último, este protocolo detalla un análisis versátil de los datos de vuelo a través de scripts informáticos que separan y analizan de manera eficiente las pruebas de vuelo diferenciables dentro de una sola grabación. Aunque requiere más mano de obra, la aplicación de las herramientas disponibles en los espacios de creación y en los programas de modelado 3D en línea facilita las prácticas multidisciplinarias y orientadas a los procesos y ayuda a los investigadores a evitar productos costosos y prefabricados con dimensiones estrechamente ajustables. Al aprovechar la flexibilidad y la reproducibilidad de la tecnología en los espacios de creación, este protocolo promueve el diseño creativo de molinos de vuelo e inspira la ciencia abierta.
Introducción
Dado lo intratable que es la dispersión de insectos en el campo, el molino de vuelo se ha convertido en una herramienta de laboratorio común para abordar un fenómeno ecológico importante: cómo se mueven los insectos. Como consecuencia, desde que los pioneros del molino devuelo1,2,3, 4marcaron el comienzo de seis décadas de diseño y construcción de molinos de vuelo, ha habido cambios notables en el diseño a medida que las tecnologías mejoraron y se integraron más en las comunidades científicas. Con el tiempo, el software automatizado de recop....
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Protocolo
1. Construye el molino de vuelo en un Makerspace
- Corte y montaje con láser de la estructura de soporte de plástico acrílico.
- Utilice 8 láminas de acrílico transparente de espesor (304,8 mm x 609,6 mm x 3,175 mm) para construir la estructura de soporte de plástico acrílico. Asegúrese de que el material no sea policarbonato, que se parece al acrílico, pero se derretirá en lugar de cortarse bajo el láser.
- Localice el cortador láser en el makerspace. Este protocolo asume que el makerspace tiene un cortador láser como se hace referencia en la Tabla de Materiales. Para otros cortadores láser, lea la configuración del cortador lá....
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Resultados
Los datos de vuelo se obtuvieron experimentalmente durante el invierno de 2020 utilizando J. haematoloma recolectado en el campo de Florida como insectos modelo (Bernat, A. V. y Cenzer, M. L., 2020, datos no publicados). Se realizaron ensayos de vuelo representativos en el Departamento de Ecología y Evolución de la Universidad de Chicago, como se muestra a continuación en la Figura 6, figura 7, Figura 8y
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Discusión
El molino de vuelo simple y moderno proporciona una gama de ventajas para los investigadores interesados en estudiar el vuelo de insectos atados al ofrecer un diseño confiable y automatizado que prueba múltiples insectos de manera eficiente y rentable13,31,35. Del mismo modo, existe un fuerte incentivo para que los investigadores adopten tecnologías y técnicas de rápida aparición de la industria y otros campos científicos como u.......
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Divulgaciones
El autor no tiene nada que revelar.
Agradecimientos
Me gustaría agradecer a Meredith Cenzer por comprar todos los materiales del molino de vuelo y proporcionar comentarios continuos desde la construcción hasta la redacción del proyecto. También agradezco a Ana Silberg sus contribuciones a standardize_troughs.py. Finalmente, agradezco al Media Arts, Data, and Design Center (MADD) de la Universidad de Chicago por el permiso para usar su equipo, tecnología y suministros de espacio de creación comunal de forma gratuita.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| 180 Ω Resistencia | E-Projects | 10EP514180R | Película de carbono; plomo rígido de calibre 24. |
| Tubo de acero hipodérmico no magnético de calibre 19 | MicroGroup | 304H19RW | |
| 2.2 kΩ Resistencia | Adafruit | 2782 | Película de carbono; plomo rígido de calibre 24. |
| Impresora 3D | FlashForge | 700355100638 | |
| Filamento de impresora 3D | FlashForge | 700355100638 | Diámetro 1,75 mm; 1kg/rollo. |
| Software de corte de impresión 3D | FlashPrint | 4.4.0 | |
| Láminas de plástico acrílico | Blick Art Supplies | 28945-1006 | |
| Papel de aluminio | Target | 253-01-0860 | |
| Fuente de alimentación de placa de pruebas | HandsOn Tech | MDU1025 | Puede tomar una entrada de 6.5V a 12V y puede producir 3.3V y 5V. |
| DI-1100 Registrador de Datos USB | DATAQ Instruments | DI-1100 Dispone de | 4 entradas analógicas diferenciales blindadas. |
| Cables eléctricos | Striveday | B077HWS5XV | alambre sólido de calibre 24. |
| Alfileres Entomológicos | BioQuip | 1208S2 | Tamaño 2; diámetro 0,45 mm. |
| Punta de pipeta filtrada de 20 uL | Fisher Scientific | 21-402-550 | |
| Pistola de pegamento caliente con pegamento caliente | Joann Fabrics | 17366956 | |
| Sensor IR | Adafruit | 2167 | Este es el 3 mm IR Versión; Funciona hasta 25 cm. |
| Tubo de vinilo transparente grande | Home Depot T10007008 | Diámetro interior 3/8 pulg.; diámetro exterior 1/2 pulg.; longitud 20 pies. | |
| Manes grandes | Bunting | EP654 | Neodimio N42 de baja fricción; diámetro 0.394 pulgadas; longitud 0.157 pulgadas; fuerza de sujeción 4.9 lb. |
| Cortador láser | Sistemas Láser Universales | PLS6.75 | |
| Tuerca hexagonal M5 | Home Depot 204274112 | Paso de rosca 0,8 mm; longitud del tornillo 20 mm; diámetro 5 mm. | |
| Tornillos largos de hierro M5 | Home Depot | 204283784 | cabeza plana Philips; paso de rosca 0,8 mm; longitud del tornillo 20 mm; diámetro 5 mm. |
| Tornillos de hierro cortos M5 | Home Depot 203540129 | cabeza plana Philips; paso de rosca 0,8 mm; longitud del tornillo 10 mm; diámetro 5 mm. | |
| Lámina de caucho de neopreno | Grainger | 60DC16 | Longitud 12 pulgadas; ancho 12 pulgadas; profundidad 1/8 pulgadas. |
| Software de modelado 3D en línea | Autodesk | 2019_10_14 | Tinkercad.com ofrece una cuenta gratuita. |
| Adaptador de corriente | Adafruit | 63 | 9 VDC 1000mA conmutación regulada; voltaje de entrada DC 3.3V 5V. |
| Tubo de vinilo transparente pequeño | Home Depot | T10007005 | Diámetro interior 1/4 pulg.; diámetro exterior 3/8 pulg.; 20 pies de largo. |
| Imanes pequeños Bunting | N42P120060 | Neodimio N42 de baja fricción; diámetro 0.120 pulgadas; longitud 0.060 pulgadas; fuerza de sujeción 0.5 lb. | |
| Placa de pruebas MB-102 sin soldadura | Adafruit | 239 | 830 puntos de unión; longitud 17 cm; ancho 5,5 cm; voltaje de entrada, DC 3.3 V 5 V. |
| Acabados sofisticados Hierro Aparejo metálico | Blick Art Supplies | 27105-2584 | |
| Cortadores de alambre | Target | 84-031W |
Referencias
- Krogh, A., Weis-Fogh, T. Roundabout for studying sustained flight of locusts. Journal of Experimental Biology. 29, 211-219 (1952).
- Hocking, B. The intrinsic range and speed of flight of insects. Transactions of the Royal Entomological Society o....
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Reimpresiones y permisos
