Abstract
Ökningen av radio-aktiverade digitala elektroniska apparater har lett till att användningen av små trådlösa neuromuskulära inspelning och stimulatorer för att studera under flygning insekt beteende. Denna teknik möjliggör utveckling av en insekt-maskin hybridsystem med hjälp av en levande insekt plattform som beskrivs i detta protokoll. Dessutom presenterar detta protokoll systemkonfiguration och fria flyg experimentella procedurer för att utvärdera funktionen hos flygmuskler i en untethered insekt. För demonstration, riktade vi den tredje armhålan sclerit (3AX) muskler för att styra och uppnå vänster eller höger vridning av en flygande skalbagge. En tunn silvertråd elektroden implanterades på 3AX muskeln på vardera sidan av skalbagge. Dessa var anslutna till utgångarna hos en trådlös ryggsäck (dvs en neuromuskulär elektrisk stimulator) monterad på pronotum av skalbagge. Muskeln stimulerades i fri flygning genom att växla stimuleringssidan (vänster eller höger) eller variera stimulation frekvens. Skalbaggen vände sig till den ipsilaterala sidan när muskeln stimulerades och uppvisade ett graderat svar på en ökande frekvens. Implantationsprocessen och volym kalibrering av tre dimensionell motion capture kamerasystem måste genomföras med omsorg för att undvika skador på muskler och förlora reda på markören, respektive. Denna metod är mycket fördelaktigt att studera insekts flygning, eftersom det bidrar till att avslöja de funktioner av flygningen muskeln intresse i fri flygning.
Protocol
1. Studie Animal
- Bakre enskilda mecynorhina torquata skalbaggar (6 cm, 8 g) i separata plastbehållare med träpelletssängkläder.
- Mata varje skalbagge en kopp socker gelé (12 ml) var 3 dagar.
- Hålla temperaturen och fuktigheten i uppfödningen rummet vid 25 ° C och 60%, respektive.
- Testa flygförmåga varje skalbagge innan implantering tunna trådelektroder.
- kasta försiktigt en skalbagge i luften. Om skalbaggen kan flyga längre än 10 sekunder för 5 försök i rad, slutsatsen att skalbaggen har regelbundna flygkapacitet och använda den för efterföljande flygexperiment. Att återta skalbagge, släcka alla lampor i rummet för att göra det mörkt. Detta orsakar skalbaggen att avsluta flygning.
Obs: En skalbagge börjar spontant att flyga iväg när de släpps ut i luften. Det är bättre att genomföra flygningen experiment i ett stort stängt rum, såsom den som visas i figur 1 (16 x 8 x 4 m
- kasta försiktigt en skalbagge i luften. Om skalbaggen kan flyga längre än 10 sekunder för 5 försök i rad, slutsatsen att skalbaggen har regelbundna flygkapacitet och använda den för efterföljande flygexperiment. Att återta skalbagge, släcka alla lampor i rummet för att göra det mörkt. Detta orsakar skalbaggen att avsluta flygning.
2. Elektrod Implantation
- Söva skalbaggen genom att placera den i en plastbehållare fylld med CO2 under 1 minut 13,16,20-24.
- Mjuka upp tand vax genom att doppa den i varmt vatten i 10 sekunder. Placera sövda skalbagge på ett träblock och immobilisera den med den uppmjukade tand vax. Dental vaxet svalnar naturligt och stelnar inom några minuter.
- Klipp isolerade silvertrådar (127 um nakna diameter 178 um diameter när de är belagda med perfluoroalkoxi) i längder av 25 mm för att använda som tunna trådelektroder för implantation.
- Exponera 3 mm av nakna silver genom flammande isolatom vid båda ändarna av varje tråd.
- Dissekera den övre ytan av skalbaggen nagelband med användning av en spetsig sax för att skapa en small fönster på cirka 4 x 4 mm på metepisternum (Figur 2c). Notera: En mjuk brunfärgad nagelband exponeras sedan, såsom visas i fig 2c - e. Den 3AX muskler ligger under den mjuka nagelband.
- Pierce två hålen på den exponerade bruna nagelband med användning av ett insektsstift (storlek 00) med ett avstånd på 2 mm mellan de två hålen (figur 2d).
- Sätt i två trådelektroder (inklusive en aktiv och en returelektroder som framställts i steg 2,4) försiktigt genom hålen och implantera dem i varje 3AX muskel på ett djup av 3 mm.
- Säkra de implanterade elektroderna och hålla dem på plats för att undvika kontakt och kortslutning genom att släppa smält bivax på hålen. Om det behövs, återflöde bivax över nagelbanden genom att vidröra bivax med spetsen på en varm lödkolv. Bivax stelnar snabbt och förstärker implantering.
Obs: För att kontrollera om implantation är korrekt, elytra av betorle kan lyftas för att observera rörelsen av 3AX muskler under elektrisk stimulering.
3. Trådlös Ryggsäck Assembly
Anmärkning: Ryggsäcken bestod av en inbyggd radiomikrokontroller på en 4 skiktad FR-4 bräda (1,6 x 1,6 cm 2). Ryggsäcken drevs av en litiumpolymermikrobatteri (3,7 V, 350 mg, 10 mAh). Den totala massan av ryggsäcken inklusive batteri var 1,2 ± 0,26 g, som är mindre än den nyttolastkapaciteten för skalbagge (30% av 10 g kroppsvikt). Ryggsäcken var förprogrammerad för att ta emot trådlös kommunikation och hade två utgångskanaler.
- Rengör pronotum ytan (avlägsna vaxskiktet på nagelbanden) med användning av dubbelhäftande tejp. Därefter fäster ryggsäcken på pronotum av skalbagge med en bit dubbelsidig tejp.
- Förbinda ändarna av de implanterade elektroderna till utgångarna hos ryggsäcken.
- Wrap reflekterande tejp runt Micro att producera en markör for motion capture kameror för att upptäcka.
- Fäst mikrobatteri till toppen av ryggsäcken med en bit dubbelhäftande tejp så att retroreflekterande tejp kan detekteras genom motion capture kameror.
4. Wireless Control System
Obs: I det här fallet innefattar termen trådlösa styrsystemet en mottagare för fjärrkontrollen, en bärbar dator för att köra anpassade flygkontroll programvara, en basstation, ryggsäcken och motion capture-systemet.
- Anslut basstationen och mottagare av fjärrkontrollen till den bärbara datorn via USB-portar.
- Slå på motion capture-system och anslut den till den bärbara datorn via en Ethernet-port.
- Utför volymkalibrering genom att vifta kalibreringsstav (tillhandahålls av leverantören sällskap med motion capture-system) för att helt täcka den motion capture utrymme.
- Öppna motion capture programvara från skrivbordet på den bärbara datorn. Klicka och drag att välja alla kameror på "System" menyn för "Resurser" panel.
- Klicka på menyn "3D perspektiv" och välj "Camera" för att ändra till kameravyn. Klicka på "Kamera" fliken på "Verktyg" panel för att visa kalibreringsinställningen. Klicka på "Start" på "Skapa Kamera Masker" menyn för att eliminera brus från kamerorna och sedan "Stop" efter bruset maskeras i blått.
- Klicka och välj "5 Marker Wand & L-Frame" från "Wand" -menyn och "L-Frame" menyn på "Camera" -fliken. Ställ in "Wand Count" till 2500, klicka på "Start" på menyn "Kalibrera kameror", och vifta kalibreringsstaven genom hela motion capture utrymme. Kalibreringsprocessen avbryts när staven räkningen når 2500.
- Upprepa kalibreringsprocessen om image error (längst ner i "Kamera" fliken "Verktyg" panel) är högre än 0,3 feller någon kamera. Efter kalibrering, sätta staven på golvet i mitten av motion capture utrymme och klicka på "Start" i menyn "Set Volume Origin" för att ställa ursprunget till motion capture utrymme.
- Kontrollera täckningen av motion capture system med ett övningsprov för att registrera rörelsebanan för en markör vinkade av en användare i motion capture utrymme och bekräfta huruvida markören detekteras och spåras. Om markören är ofta förlorad under upptäckt, upprepar volymkalibrering tills övningsprov lyckas.
- Klicka på "Capture" fliken på "Verktyg" panel och sedan "Start" på menyn "Capture" innan vifta provet markören genom hela motion capture utrymme för att spela sin bana.
- Efter inspelningen, klicka på "Kör Rekonstruera pipeline" för att rekonstruera positionerna för markören och kontrollera kvaliteten på inspelningen.
- Anslut terminalerna på Microbattery (fäst vid ryggsäcken i steg 3,4) till kraftstiften hos ryggsäcken.
- Testa den trådlösa kommunikationen mellan den bärbara datorn och ryggsäcken med hjälp av anpassade flygkontroll programvara. Klicka på "Start" kommando på programvaran och kontrollera anslutningsstatus visas.
5. Free Flight Experiment
- Utför fri flygning experiment i en flyg arena som mäter 16 x 8 x 4 m 3.
- Mata in de rätta parametrarna till flygkontroll programvara (spänning, pulsbredd, frekvens och stimulerings varaktighet). Obs! För demonstration, fast vi spänningen till 3 V, pulsbredd till 3 ms, och stimulans varaktighet till en sekund och varierade frekvensen från 60 till 100 Hz.
- På mjukvaru skärmen, typ 3 för 3 V i "Voltage" rutan, 1000 för 1000 ms i "Stimulation Duration" box, 3 för 3 ms i "Pulse Width" rutan och en önskad frekvens i Hz i " frekvens "skrinn kommandofönstret.
- Släpp ryggsäcken monterade skalbagge i luften gör det möjligt att flyga fritt inom flyg arenan. utlösa manuellt stimulering när skalbaggen in i motion capture utrymme. Tryck på lämplig kommandoknappen (vänster eller höger) på fjärrkontrollen för att stimulera målet muskeln på vänster eller höger sida av skalbagge.
Obs! När du trycker på knappen, flygkontroll programvara som körs på den bärbara datorn genererar kommandot och sänder det till ryggsäcken. Ryggsäcken matar sedan den elektriska stimulansen till muskeln av intresse (till vänster eller höger sida). - Observera skalbaggen reaktion i realtid under stimulering och rekonstruera data med hjälp av 3D-grafiska program.
- Välj ett av försöken registreras i listan över "Beetle Display" datafönstret och klicka på "Exportera Panda" för att kopiera data från den rättegången till mappen analys och kör 3D grafmodulen.
- Tryck på "N" påtangentbordet för att kombinera stimulans signalen med den inspelade bana. Tryck I för att visa banan för skalbagge med de markerade stimuleringsperioderna.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Elektroden implanteringsproceduren presenteras i Figur 2 Tunn silvertrådelektroder implanterades i 3AX muskeln av skalbaggen genom små hål genomborrade på den mjuka nagelband på muskeln (figurerna 2d - e).. Denna mjuka nagelband finns precis ovanför apodema av basalar muskler efter avlägsnande av främre delen av metepisternum (figurerna 2d - c). Elektroderna sedan säkras med hjälp av bivax (Figur 2F).
Figur 3 visar förfarandena för konstruktion av en insekts maskin hybridsystem med användning av en intakt skalbagge. Figurerna 2 och 3b visar metoderna för implantering tunna metalltrådar (stimulerings elektroder) in i muskeln av intresse (till exempel, i figur 2, den 3AX muskel användes i denna studie) ochmontering av en ryggsäck på pronotum av en skalbagge. De fria ändarna av trådarna sattes in i hålen i bygeln koppling på ryggsäcken, som är elektriskt var anslutna till ingångs / utgångsstift hos mikrostyrenheten integrerad på ryggsäcken (Figur 3c). Slutligen har ett mikrobatteri monterad och strömkabeln av Micro anslöts till hålen i bygeln kontakt leder till marken och positiv plintar av mikrokontroller.
Den trådlösa styrsystem visas i figur 4. När användaren trycker på en kommandoknapp på fjärrkontrollen (figur 4c), flygkontroll programvara i den bärbara datorn (figur 4d) genererar och trådlöst sänder kommandot för att ryggsäcken via basen station (Figur 4b). Motion capture system (figur 4e) detekterar positionen (X, Y, och Z) av betorle och markerar den med en tidsstämpel. Dessa data matas sedan till den bärbara datorn, och flygkontroll programvaran synkroniserar data med stimuleringssignalerna.
Representativa tur kontrollresultaten visas i figur 5. Ades Aktiveringen av 3AX muskler visade sig orsaka en minskning av vingslag amplitud ipsilaterala sidan 13, vilket resulterar i skalbaggen utför en ipsilateral tur i fri flygning. Den elektriska stimuleringen av den 3AX muskeln visade en liknande effekt som den skalbagge vände sig till den ipsilaterala sidan när vänster eller höger 3AX muskeln stimulerades 13. Girhastigheten av skalbaggen graderades som en funktion av stimuleringsfrekvens.
Figur 1:. Fri flygning arena arrangemang Den fria flyg arena arrangerades itvå delar: kontrollutrymmet (3,5 x 8 x 4 m 3) användes för att ställa in implantation kit (mikroskop och dissektion verktyg) och kontroll monter (dator, trådlös basstation, och kamera controller), medan motion capture utrymmet ( 12,5 x 8 x 4 m 3) täcktes med 20 nära infraröda kameror för att spela in positionen (X, Y och Z) i skalbagge. Flygningen arena var utrustad med 30 ljuspaneler (60 x 60 cm 2, 48 W) för att göra det så ljust som villkor dagtid under försöket. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2:. Ordningen för elektrod implantation Skalbaggen sövdes och immobiliserades med dental vax på ett träblock för implantation förfarandet. (A - <strong> c) Ett litet fönster öppnades på metepisternum av skalbagge för att komma åt 3AX muskeln. (D) Med användning av en insekt stift har två hål med ett avstånd av 2 mm genomborrade på innernagelband som bär 3AX muskeln. (E) De elektroder infördes i musklerna via dessa hål och hålls på plats med pincetter för att säkerställa att ingen överhörning inträffade mellan spetsarna. . (F - g) Elektroderna fixerades sedan till skalbagge med hjälp av bivax Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 3:. Ordningen för att producera en insekt-maskin hybridsystem med hjälp av en intakt skalbagge (a) muskel av intresse på en levande skalbagge implanterades withektar par silvertrådelektroder. (B) Efter fastställande av elektroderna med bivax, vi monterade ryggsäcken på pronotum av skalbagge med användning av dubbelhäftande tejp. (C) De fria ändarna av de elektroder infördes i utsignalerna från ryggsäcken och säkras med micropin headers. (D) En Micro, som var täckt med reflekterande band, monterades på ryggsäcken med dubbelhäftande tejp och anslutna till matningen av ryggsäcken. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 4:. Trådlöst system för fri flygning experiment Det trådlösa systemet består av (a) en cyborg skalbagge, (b) en trådlös basstation, (c (d) en rörelse laptop med en Bluetooth-mottagare ansluten, och (e) en 3D-motion capture-system. När användaren trycker på kommandoknappen på fjärrkontrollen, den anpassade flygkontroll programvara på den bärbara datorn skickar kommandot stimulans trådlöst till cyborgen skalbagge via en basstation som är ansluten till den bärbara datorn via en USB-port. När ryggsäcken mottar kommandot, genererar den en elektrisk stimulus signal som stimulerar muskeln. Samtidigt registrerar motion capture systemet 3D-koordinaterna för skalbagge och matar dem till den bärbara datorn för synkronisering med stimuleringsdata. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 5: Beteendet hos beetle på grund av den elektriska stimuleringen av 3AX muskeln i fri flygning. (a) Den skalbagge vände sig till ipsilaterala sidan när vänster eller höger 3AX muskeln stimulerades, och vridrörelse graderades som en funktion av stimuleringsfrekvens. (B) Den sicksackbana av den flygande skalbaggar när den vänstra eller högra 3AX muskeln stimulerades i sekvens. Stimulans parametrar var en amplitud av 3 V, en pulsbredd på 3 ms och en frekvens av 60-100 Hz. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 6: Förslag markör uppsättningar för att spåra 3D orientering (rulle, pitch, och gir) av skalbaggen Konfiguration med (a) tre markörer, (b) fyra.markörer, och (c) fem markörer. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Implantationsprocessen är viktig, eftersom den påverkar tillförlitligheten av experimentet. Elektroderna bör införas i muskeln på ett djup av 3 mm eller mindre beroende på storleken av skalbagge (undvika kontakt med närliggande muskler). Om elektroderna vidrör närliggande muskler, kan oönskade motoriska handlingar och beteenden uppstår på grund av sammandragning av närliggande muskler. De två elektroderna bör vara väl i linje för att säkerställa att inga kortslutningar förekommer. När smältning och omsmältning bivax med hjälp av en lödkolv, har experimentalist vara försiktig och löda så snabbt som möjligt, eftersom muskeln kan brännas vid långvarig kontakt med höga temperaturer, vilket leder till ett fel i muskeln. Även avlägsnande av nagelband krävs för att få tillgång till 3AX muskler, insättning och förseglingsprocessen tar mindre än en minut och lyckats minimera skador på muskeln. Insekterna återfördes till uppfödning rummet efter experimenten och kunde överlevaupp till ytterligare 3 månader (slutet av sin livstid). För att upprätthålla god prestanda skalbagge, bör skalbagge matas och fick vila i 3-4 timmar efter varje 20 försök i följd som insekten kan bli trött efter många på varandra följande (40-50) flygförsök och får inte kunna öppna sina vingar.
När det gäller fri flygning experiment, är volymkalibrering för motion capture som är nödvändiga, eftersom det påverkar banan spårning noggrannhet. Det är viktigt att fylla kamerorna syn full av vågor av kalibreringsstav med en bild fel på mindre än 0,3 för alla kameror för att upprätthålla riktigheten i rörelsespårningssystem. Dessutom bör ytan av markören vara ren eller 3D-motion capture-system kan ofta missar markören. Efter kalibrering bör ett övningsprov utföras genom att vifta batteriet lindade med retroreflexband i den definierade volymen för att kontrollera täckningen av motion capture-systemet. för testningden motion tracking noggrannhet, mätte vi avstånd av två markörer som rör sig i flyg arenan. Markörerna fixerades på en kartong med ett avstånd av 200 mm till varandra. Styrelsen flyttades i hela flyg arenan för att erhålla olika positionerna för de två markörerna. Standardavvikelsen beräknades sedan vara 1,3 mm (n = 3000).
Den fria flygtestfaciliteten (fig 1 och 4) tillåter oss att spåra positionen (X, Y, och Z) av en flygande insekt tillsammans med en tidsstämpel. Eftersom endast en enda markör är fäst vid skalbagge och 3D motion capture-system bara upptäcker att markören, skalbaggen behandlas som en partikel eller en massa poäng. Som sådan data från den flygande skalbagge har positionsinformation men saknar orientering. Därför kinematisk analys från positionsdata av skalbaggen ger endast translations hastighet och acceleration längs X, Y och Z-axlarna utan vinkelhastighet eller vinkelacceleration irotationer om gir, stigning, och valsaxlarna. Multipla markörer fixerade på en skalbagge (såsom den som visas i figur 6) måste användas för 3D-motion capture system för att behandla flygande insekter som en stel kropp och spela in rotation och översättningen. Dock måste experimentalist ta del av bidraget av dessa markörer till kinetiken av en flygande skalbagge, eftersom markören är inte en liten bit tejp men måste vara tillräckligt stor för att kunna detekteras av kamerasystemet med minimal spårning förlust. Ett sådant arrangemang och fastsättning av multipla markörer kan väsentligt öka dess massa och tröghetsmoment 25. Dessutom kan storleken på flyg arena sättas så stor som möjligt inom täckningsområdet för motion tracking för att minska begränsningarna för den fria flygbeteende skalbagge. För detta dokument är storleken på flyg arenan definieras baserat på maximal täckning av motion capture-system (12,5 x 8 x 4 m 3).
till exempel., Den basalar muskeln för en kontra tur 7 och 3AX muskler för en ipsilateral tur 13. Dessutom kan vissa delar av nervsystemet hos en insekt inducera olika reaktioner. Optisk lob stimulering kan inducera flyg initiering 7, medan stimulering av antenner kan framkalla kontra svarvning i en gång insekt 12. Dessutom kan vi ändra funktionen av ryggsäcken från att vara en elektrisk stimulator till ett elektromyografi att spela in verksamheten i en insekt under dess naturliga beteende 3,26.
Den fria flyg stimulering av skalbagge hjälpte till att avslöja och bekräfta den naturliga funktionen av 3AX muskeln genom enabling observationer av omedelbar reaktion av insekten röra sig fritt i luften. Sådan information är inte tillgänglig under bundna villkor 11,13,27-30. Beteendet hos en insekt begränsas enligt bundna förhållanden och kan skilja sig från den i fri flygning, vilket kan leda till en felaktig uppfattning av insekt beteende. Således är fri flygning stimulering med den här tekniken ett kraftfullt verktyg för att validera de hypoteser som dragits av bundna experiment. Vidare är en insekt-maskin hybridsystem överlägsna nuvarande artificiella fladdrande robotar i termer av lokomotiv kapacitet och effektförbrukning 13,17,31,32.
Insekt-maskin hybridsystem kan ersätta konstgjorda robotar i framtiden eftersom de ärver den komplexa och flexibla struktur och lokomotivkapacitet av en levande insekter och minska produktionstiden av tillverkningsprocessen. Olika lokomotiv funktioner kan hjälpa en insekt-maskin hybridsystem att fungera mereffektivt i begränsade utrymmen som innebär en kombination av promenader och flyga, till exempel, i räddningsuppdrag. Dessutom kan insektsmaskinhybridsystem potentiellt användas som ett verktyg för insektsbekämpning inom jordbruket som det kanske kan smälta in naturliga insekts kolonier och hjälper till att kontrollera deras verksamhet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Mecynorrhina torquata beetle | Kingdom of Beetle Taiwan | 10 g, 8 cm, pay load capacity is 30% of the body mass Aproval of importing and using by Agri-Food and Veterinary Authority of Singapore (AVA; HS code: 01069000, product code: ALV002). |
|
| Wireless backpack stimulator | Custom | TI CC2431 micocontroler The board is custom made based on the GINA board from Prof. Kris Pister’s lab. The layout of GINA board can be found at https://openwsn.atlassian.net/wiki/display/OW/GINA |
|
| Wii Remote control | Nintendo | Bluetooth remote control to send the command to the operator laptop | |
| BeetleCommander v1.8 | Custom. Maharbiz group at UC Berkeley and Sato group at NTU | Establish the wireless communication of the backpack and the operator laptop. Configure the stimulus parameters and log the positional data. Visualize the flight data. | |
| GINA base station | Kris Pister group at UC Berkeley | TI MSP430F2618 and AT86RF231 | |
| Motion capture system | VICON | T160 | 8 cameras for a flight arena of 12.5 m x 8 m x 4 m |
| Motion capture system | VICON | T40s | 12 cameras for a flight arena of 12.5 x 8 x 4 m |
| Micro battery | Fullriver | 201013HS10C | 3.7V, 10 mAh |
| Retro reflective tape | Reflexite | V92-1549-010150 | V92 reflective tape, silver color |
| PFA-Insulated Silver Wire | A-M systems | 786000 | 127 µm bare, 177.8 µm coated, 3 mm bare silver flame exposed at tips |
| SMT Micro Header | SAMTEC | FTSH-110-01-L-DV | 0.3 mm x 6 mm, bend to make a 3 mm long slider to secure the electrode into the PCB header. |
| Beeswax | Secure the electrodes | ||
| Dental Wax | Vertex | Immobilize the beetle | |
| Insect pin | ROBOZ | RS-6082-30 | Size 00; 0.3 mm Rod diameter; 0.03 mm tip width; 38 mm Length Make electrode guiding holes on cuticle |
| Tweezers | DUMONT | RS-5015 | Pattern #5; .05 mm x .01 mm Tip Size; 110 mm Length Dissecting and implantation |
| Scissors | ROBOZ | RS-5620 | Vannas Micro Dissecting Spring Scissors; Straight; 3mm Cutting Edge; 0.1 mm Tip Width; 3" Overall Length Dissecting and implantation |
| Potable soldering iron | DAIYO | DS241 | Reflow beeswax |
| Hotplate | CORNING | PC-400D | Melting beeswax and dental wax |
| Flourescent lamp | Philips | TL5 14W | Light the entire flight arena with 30 panels (60 x 60 cm2). Each panel has 3 lamps. 14 W, 549 mm x 17 mm |
References
- Kutsch, W., Schwarz, G., Fischer, H., Kautz, H. Wireless Transmission of Muscle Potentials During Free Flight of a Locust. J. Exp. Biol. 185 (1), 367-373 (1993).
- Fischer, H., Kautz, H., Kutsch, W. A Radiotelemetric 2-Channel Unit for Transmission of Muscle Potentials During Free Flight of the Desert Locust, Schistocerca Gregaria. J. Neurosci. Methods. 64 (1), 39-45 (1996).
- Ando, N., Shimoyama, I., Kanzaki, R. A Dual-Channel FM Transmitter for Acquisition of Flight Muscle Activities from the Freely Flying Hawkmoth, Agrius Convolvuli. J. Neurosci. Methods. 115 (2), 181-187 (2002).
- Sanchez, C. J., et al. Locomotion control of hybrid cockroach robots. J. R. Soc. Interface. 12 (105), (2015).
- Sato, H., et al. A cyborg beetle: insect flight control through an implantable, tetherless microsystem. IEEE 21st International Conference on Micro Electro Mechanical Systems, , 164-167 (2008).
- Bozkurt, A., Gilmour, R. F., Lal, A. Balloon-Assisted Flight of Radio-Controlled Insect Biobots. IEEE Trans. Biomed. Eng. 56 (9), 2304-2307 (2009).
- Sato, H., et al. Remote Radio Control of Insect Flight. Front. Neurosci. 3, (2009).
- Daly, D. C., et al. A Pulsed UWB Receiver SoC for Insect Motion Control. IEEE J. Solid-State Circuits. 45 (1), 153-166 (2010).
- Maharbiz, M. M., Sato, H.
- Tsang, W. M., et al. Remote control of a cyborg moth using carbon nanotube-enhanced flexible neuroprosthetic probe. 2010 IEEE 23rd International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS), , 39-42 (2010).
- Hinterwirth, A. J., et al. Wireless Stimulation of Antennal Muscles in Freely Flying Hawkmoths Leads to Flight Path Changes. PloS ONE. 7 (12), (2012).
- Whitmire, E., Latif, T., Bozkurt, A. Kinect-based system for automated control of terrestrial insect biobots. Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), 2013 35th Annual International Conference of the IEEE, , 1470-1473 (2013).
- Sato, H., et al. Deciphering the Role of a Coleopteran Steering Muscle via Free Flight Stimulation. Curr. Biol. 25 (6), 798-803 (2015).
- Erickson, J. C., Herrera, M., Bustamante, M., Shingiro, A., Bowen, T. Effective Stimulus Parameters for Directed Locomotion in Madagascar Hissing Cockroach Biobot. PLoS ONE. 10 (8), e0134348 (2015).
- Zhaolin, Y., et al. A preliminary study of motion control patterns for biorobotic spiders. Control & Automation (ICCA), 11th IEEE International Conference, , 128-132 (2014).
- Feng, C., Chao, Z., Hao Yu, C., Sato, H. Insect-machine hybrid robot: Insect walking control by sequential electrical stimulation of leg muscles. Robotics and Automation (ICRA), 2015 IEEE International Conference, , 4576-4582 (2015).
- Cao, F., et al. A Biological Micro Actuator: Graded and Closed-Loop Control of Insect Leg Motion by Electrical Stimulation of Muscles. PLoS ONE. 9 (8), e105389 (2014).
- Zhao, H., et al. Neuromechanism Study of Insect-Machine Interface: Flight Control by Neural Electrical Stimulation. PLoS ONE. 9 (11), e113012 (2014).
- Tsang, W. M., et al. Flexible Split-Ring Electrode for Insect Flight Biasing Using Multisite Neural Stimulation. IEEE Trans. Biomed. Eng. 57 (7), 1757-1764 (2010).
- Barron, A. B. Anaesthetising Drosophila for behavioural studies. J. Insect Physiol. 46 (4), 439-442 (2000).
- Cooper, J. E. Anesthesia, Analgesia, and Euthanasia of Invertebrates. ILAR Journal. 52 (2), 196-204 (2011).
- Miller, T. A. Insect neurophysiological techniques. , Springer Science & Business Media. (2012).
- Leary, S., et al. AVMA guidelines for the euthanasia of animals. , (2013).
- Heath, B., West, G., Heard, D., Caulkett, N. Mobile Inhalant Anesthesia Techniques. in Zoo Animal and Wildlife Immobilization and Anesthesia. , Blackwell Publishing Ltd. 75-80 (2008).
- Mischiati, M., et al. Internal models direct dragonfly interception steering. Nature. 517 (7534), 333-338 (2015).
- Kutsch, W., Berger, S., Kautz, H. Turning Manoeuvres in Free-Flying Locusts: Two-Channel Radio-Telemetric Transmission of Muscle Activity. J. Exp. Zoolog. Part A Comp. Exp. Biol. 299 (2), 139-150 (2003).
- Wang, H., Ando, N., Kanzaki, R. Active Control of Free Flight Manoeuvres in a Hawkmoth, Agrius Convolvuli. J. Exp. Biol. 211 (3), 423-432 (2008).
- Sato, H., Maharbiz, M. M. Recent developments in the remote radio control of insect flight. Front. Neurosci. 4, (2010).
- Tien Van, T., et al. Flight behavior of the rhinoceros beetle Trypoxylus dichotomus during electrical nerve stimulation. Bioinsp. Biomim. 7 (3), 036021 (2012).
- Sane, S. P., Dickinson, M. H. The control of flight force by a flapping wing: lift and drag production. J. Exp. Biol. 204 (15), 2607-2626 (2001).
- de Croon, G. C., et al. Design, aerodynamics and autonomy of the DelFly. Bioinsp. Biomim. 7 (2), 025003 (2012).
- Ma, K. Y., Chirarattananon, P., Fuller, S. B., Wood, R. J. Controlled Flight of a Biologically Inspired, Insect-Scale Robot. Science. 340 (6132), 603-607 (2013).
