Construyendo un molino de vuelo mejorado para el estudio del vuelo de insectos atados

Este protocolo se puede utilizar para construir un molino de vuelo asequible y mejorado utilizando tecnología makerspace, como cortadoras láser e impresoras 3D. Los cortadores láser y las impresoras 3D pueden manejar diseños intrincados para que pueda personalizar y reproducir fácilmente su molino de vuelo para que se ajuste a sus requisitos experimentales. Para construir los soportes acrílicos en un makerspace, abra y apropie el editor de gráficos vectoriales, y cree líneas de archivo en modo RGB con trazo de línea de 0.0001 punto en el que el rojo RGB corta las líneas y las líneas de bordes azules RGB.

Como precaución, diseñe la tecla de curva como se ilustra. Siga las directrices de makerspace sobre cómo encender, usar y mantener la cortadora láser. En el software láser, seleccione plástico para el material y acrílico para el tipo de material.

Para mayor precisión, use la pinza para medir el grosor del material e ingrese su grosor en el campo de espesor del material. Coloque el material en la cavidad de la impresora y corte la tecla curva. Use la tecla de curva para determinar el ancho de la curva, luego tenga en cuenta la curva para todas las medidas de hendidura y orificio en el diseño de soporte acrílico según sea necesario antes de cortar con láser los soportes de acrílico.

Para la impresión 3D de los soportes de plástico, haga clic en Diseños 3D y Crear para crear un nuevo diseño. Para replicar estos estudios de diseños exactos impresos en 3D, descargue el archivo, 3D_Prints. zip, y mueva la carpeta al escritorio.

Abra la carpeta. En el programa de modelado 3D en línea, trabaje en la página web sin formato, haga clic en Importar y seleccione todos los archivos stl de la carpeta. Para autocrear o hacer ajustes a los diseños, siga los tutoriales del sitio web.

Realice ediciones y exporte los nuevos diseños como archivos stl. Para obtener el espejo de un diseño, haga clic en el objeto, haga clic en M y seleccione la flecha correspondiente al ancho de los objetos. Para la impresión 3D, haga doble clic en el icono de software de impresión 3D, corte y seleccione el archivo de objeto que se va a imprimir.

Seleccione Impresión y tipo de máquina para seleccionar la impresora 3D y haga doble clic en el icono de movimiento para ajustar la posición del objeto. Haga clic en la plataforma para asegurarse de que el modelo está en la plataforma. Y haga clic en mover y centrar para colocar el objeto en el centro del área de compilación.

Cuando el objeto esté listo, haga clic en Imprimir para guardar la impresión como un archivo gx. A continuación, calibre el extrusor de la impresora 3D de acuerdo con los protocolos estándar y confirme que hay suficiente filamento para imprimir. Cuando todos los objetos se hayan modificado, transfiera los archivos gx a la impresora 3D e imprima todos los soportes y mejoras.

Para cada impresión, compruebe que el filamento se adhiere correctamente a la placa. En total, ocho rieles de guía lineal, 16 bloques de riel de guía lineal, de 12 a 20 tornillos, 15 soportes transversales, 16 soportes de imán, 16 soportes de tubo, 16 soportes de riel de guía lineal corto y 16 soportes de riel de guía de linaje largo deben imprimirse en 3D para este diseño. Después de ensamblar las paredes acrílicas, inserte un tubo de plástico de 30 milímetros de largo en el soporte del tubo superior y un tubo de plástico de 15 milímetros de largo en el soporte del tubo inferior de cada celda.

Inserte un tubo de plástico de 14 milímetros de largo en el tubo superior y un tubo de plástico de 20 milímetros de largo en el tubo inferior, asegurándose de que haya una fricción lo suficientemente fuerte entre los tubos para mantener los tubos en su lugar sin permitir que el tubo interior se deslice hacia arriba y hacia abajo si se tira. Si algún tubo está deformado, sumerja los segmentos de tubos deformados en agua hirviendo durante un minuto y enderece los tubos en una toalla, permitiendo que los materiales alcancen la temperatura ambiente antes de insertar los segmentos enderezados en los tubos. Coloque dos imanes de neodimio de baja fricción y un tubo interior en cada soporte de imán.

Aloje el tubo interior firmemente en cada soporte magnético de tal manera que la gravedad que actúa sobre los imanes y el soporte de los imanes no sea lo suficientemente fuerte como para desalojar los materiales del tubo interior. Compruebe si cada par de imanes se repele entre sí. Con los bloques de riel de guía lineal orientados hacia arriba, deslice los bloques en el riel de guía lineal y aloje los rieles de guía lineal y los bloques verticales en las ventanas de las paredes verticales exteriores.

Use dos soportes de riel de guía lineal corto, dos soportes de riel de guía lineal largo, cuatro tornillos de hierro de 10 milímetros de largo, dos tornillos de hierro de 20 milímetros de largo y dos tuercas hexagonales para asegurar un riel de guía lineal en su lugar. Para construir el brazo pivotante, pegue tubos de acero hipodérmico no magnético de calibre 19 al eje de la punta de la pipeta y los dos imanes de neodimio de baja fricción al extremo doblado del brazo pivotante para atar el insecto pintado de metal para el vuelo. Envuelva un trozo de papel de aluminio en el extremo no doblado del brazo pivotante para crear un contrapeso de bandera y romper el haz infrarrojo enviado desde el transmisor del sensor infrarrojo al receptor.

Para configurar el sensor infrarrojo y el registrador de datos, coloque el transmisor del sensor infrarrojo dentro del bloque de riel guía lineal superior con el emisor del haz mirando hacia abajo y coloque el receptor del sensor infrarrojo dentro del bloque inferior hacia arriba. Para atar magnéticamente los insectos al brazo del molino de vuelo para una prueba de vuelo, aplique pintura magnética al pronoto del insecto y deje que la pintura se seque durante al menos 10 minutos. Una vez seco, conecte el insecto a los imanes del brazo del molino de vuelo.

Después de adjuntar hasta ocho insectos, haga clic en Archivo y registro en el software Análisis de vuelo, seleccione la ubicación del archivo de grabación en la primera ventana emergente, asegurándose de que el nombre del archivo incluya el número del conjunto de grabación y la letra del canal y haga clic en OK.In la siguiente ventana emergente, ingrese la duración anticipada de la grabación de vuelo. Cuando los insectos estén en posición, haga clic en Aceptar para comenzar a grabar. Al final de la grabación, pulse Control S para finalizar el archivo.

Para hacer un comentario de marcador de evento, haga clic en el número de canal y haga clic en Editar e insertar marca comentada, defina el comentario con el número de identificación del nuevo insecto que ingresa a la cámara, luego haga clic en Aceptar y cargue el insecto en la cámara. Después de convertir los archivos de grabación WDH a formato de texto y dividir los archivos de texto por comentarios de marcadores de eventos, abra el trough_diagnostic. png generado en la carpeta Flight_scripts y comprobar que todos los registros son robustos a los cambios en el valor de voltaje mínimo y máximo del intervalo de estandarización medio.

Si los registros están bien, especifique toda la configuración del usuario y Guarde y ejecute el flight_analysis. script py. Si la ejecución del script se ejecuta correctamente, el número de identificación correspondiente, la cámara y las estadísticas de vuelo calculadas del insecto se imprimirán en el shell de Python.

Un flight_stats_summary compuesto. Csv de la información también se imprimirá en el Shell de Python en la carpeta de datos del directorio flight_scripts. Estos datos de vuelo representativos se obtuvieron experimentalmente durante el invierno de 2020 utilizando J Hemmat Aloma de Florida como modelo.

En este conjunto de ensayos, los datos de vuelo se registraron con éxito para todos los canales sin ruido ni interrupciones. En este análisis, sin embargo, la señal registrada se perdió en el canal tres, que redujo el voltaje inmediatamente a cero voltios, posiblemente debido al cruce de cables abiertos o al aflojamiento de cables. Como se observó para este ensayo, los datos de diagnóstico de canal generados por cada revolución del brazo del molino de vuelo fueron robustos, lo que indica que se desviaron en gran medida del voltaje medio de los archivos.

En este análisis, a medida que aumentaba el intervalo de estandarización alrededor de la media, el número de canales identificados mostró pocos cambios, lo que sugiere un ruido de voltaje mínimo y una estandarización precisa. En contraste con este vuelo, los valles eran demasiado sensibles o tenían un ruido de voltaje extremista que no se desviaba en gran medida del voltaje medio del archivo. Como resultado, su número de valles disminuyó sustancialmente a medida que aumentaba el intervalo de estandarización alrededor de la media.

Los comportamientos de vuelo individuales se pueden caracterizar en cuatro categorías de vuelo, ráfagas, ráfagas a continuas, continuas a ráfagas y continuas. Por lo tanto, el usuario puede usar esta salida gráfica para evaluar e identificar patrones generales de comportamiento de vuelo a pesar de las variaciones únicas en las pistas individuales. Cuantos más insectos se puedan probar, más formas en que el campo puede entender cómo se mueven los insectos.

Estos métodos también alientan a los ecologistas a utilizar tecnologías emergentes para que puedan construir sus propias herramientas.