Construction d’un moulin de vol amélioré pour l’étude du vol d’insectes attachés

Ce protocole peut être utilisé pour construire une usine de vol abordable et améliorée en utilisant la technologie makerspace, comme les découpeuses laser et les imprimantes 3D. Les découpeuses laser et les imprimantes 3D peuvent gérer des conceptions complexes afin que vous puissiez facilement personnaliser et reproduire votre moulin de vol pour répondre à vos besoins expérimentaux. Pour construire les supports acryliques dans un makerspace, ouvrez et personnalisez l’éditeur de graphiques vectoriels approprié et créez des lignes de fichier en mode RVB avec un contour de ligne de 0,0001 point auquel le rouge RVB coupe les lignes et les lignes de bords bleu rVB.

Par mesure de précaution, concevez la clé de courbe comme illustré. Suivez les directives du makerspace sur la mise sous tension, l’utilisation et la maintenance de la découpeuse laser. Dans le logiciel laser, sélectionnez le plastique pour le matériau et l’acrylique pour le type de matériau.

Pour plus de précision, utilisez l’étrier pour mesurer l’épaisseur du matériau et entrez son épaisseur dans le champ d’épaisseur du matériau. Placez le matériau dans la cavité de l’imprimante et coupez la touche de courbe. Utilisez la touche de courbe pour déterminer la largeur de la courbe, puis tenez compte de la courbe pour toutes les mesures de fente et de trou dans la conception du support acrylique au besoin avant de découper au laser les supports acryliques.

Pour l’impression 3D des supports en plastique, cliquez sur Conceptions 3D et Créer pour créer un nouveau design. Pour reproduire ces études, des conceptions exactes imprimées en 3D, téléchargez les archives, 3D_Prints. zip et déplacez le dossier sur le bureau.

Ouvrez le dossier. Dans le programme de modélisation 3D en ligne, travaillez sur une page Web simple, cliquez sur Importer et sélectionnez tous les fichiers stl dans le dossier. Pour créer vous-même ou apporter des ajustements aux conceptions, suivez les tutoriels du site Web.

Apportez des modifications et exportez les nouvelles conceptions sous forme de fichiers stl. Pour obtenir le miroir d’un dessin, cliquez sur l’objet, cliquez sur M et sélectionnez la flèche correspondant à la largeur de l’objet. Pour l’impression 3D, double-cliquez sur l’icône du logiciel d’impression 3D et de découpage et sélectionnez le fichier objet à imprimer.

Sélectionnez Imprimer et Type de machine pour sélectionner l’imprimante 3D et double-cliquez sur l’icône de déplacement pour ajuster la position de l’objet. Cliquez sur la plate-forme pour vous assurer que le modèle est sur la plate-forme. Et cliquez sur Déplacer et centrer pour placer l’objet au centre de la zone de construction.

Lorsque l’objet est prêt, cliquez sur Imprimer pour enregistrer l’impression en tant que fichier gx. Ensuite, calibrez l’extrudeuse de l’imprimante 3D selon les protocoles standard et confirmez qu’il y a suffisamment de filament pour l’impression. Lorsque tous les objets ont été modifiés, transférez les fichiers gx sur l’imprimante 3D et imprimez tous les supports et améliorations.

Pour chaque impression, vérifiez que le filament adhère correctement à la plaque. Au total, huit rails de guidage linéaires, 16 blocs de rails de guidage linéaires, 12 à 20 vis, 15 supports croisés, 16 supports magnétiques, 16 supports de tubes, 16 supports de rails de guidage linéaires courts et 16 supports de rails de guidage longue ligne doivent être imprimés en 3D pour cette conception. Après avoir assemblé les parois en acrylique, insérez un tube en plastique de 30 millimètres de long dans le support du tube supérieur et un tube en plastique de 15 millimètres de long dans le support du tube inférieur de chaque cellule.

Insérez un tube en plastique de 14 millimètres de long dans le tube supérieur et un tube en plastique de 20 millimètres de long dans le tube inférieur, en vous assurant qu’il y a suffisamment de friction entre les tubes pour maintenir les tubes en place sans permettre à la chambre à air de glisser de haut en bas si elle est tirée. Si des tubes sont déformés, immergez les segments de tubes déformés dans de l’eau bouillante pendant une minute et redressez les tubes sur une serviette, ce qui permet aux matériaux d’atteindre la température ambiante avant d’insérer les segments redressés dans les tubes. Placez deux aimants en néodyme à faible frottement et une chambre à air dans chaque support magnétique .

Placez fermement la chambre à air dans chaque support magnétique de sorte que la gravité agissant sur les aimants et le support des aimants ne soit pas assez forte pour déloger les matériaux de la chambre à air. Vérifiez si chaque paire d’aimants se repousse mutuellement. Avec les blocs de rail de guidage linéaire tous deux orientés vers le haut, faites glisser les blocs dans le rail de guidage linéaire et logez les rails de guidage linéaires et les blocs à la verticale dans les fenêtres des parois verticales extérieures.

Utilisez deux supports de rails de guidage linéaires courts, deux supports de rails de guidage linéaires longs, quatre vis en fer de 10 millimètres de long, deux vis en fer de 20 millimètres de long et deux écrous hexagonaux pour fixer un rail de guidage linéaire en place. Pour construire le bras pivotant, collez un tube en acier hypodermique non magnétique de calibre 19 à l’axe de la pointe de la pipette et les deux aimants en néodyme à faible frottement à l’extrémité pliée du bras pivotant pour attacher l’insecte peint en métal pour le vol. Enroulez un morceau de papier d’aluminium à l’extrémité non pliée du bras pivotant pour créer un contrepoids de drapeau et pour briser le faisceau infrarouge envoyé de l’émetteur du capteur infrarouge au récepteur.

Pour configurer le capteur infrarouge et l’enregistreur de données, placez l’émetteur du capteur infrarouge à l’intérieur du bloc de rail de guidage linéaire supérieur avec l’émetteur du faisceau orienté vers le bas et placez le récepteur du capteur infrarouge à l’intérieur du bloc inférieur tourné vers le haut. Pour attacher magnétiquement les insectes au bras du moulin à vol pour un essai en vol, appliquez de la peinture magnétique sur le pronotum de l’insecte et laissez la peinture sécher pendant au moins 10 minutes. Une fois sec, fixez l’insecte aux aimants du bras du moulin volant.

Après avoir attaché jusqu’à huit insectes, cliquez sur Fichier et enregistrement dans le logiciel d’analyse de vol, sélectionnez l’emplacement du fichier d’enregistrement dans la première fenêtre contextuelle, assurez-vous que le nom du fichier inclut le numéro du jeu d’enregistrement et la lettre du canal et cliquez OK.In la fenêtre contextuelle suivante, entrez la durée prévue de l’enregistrement de vol. Lorsque les insectes sont en position, cliquez sur OK pour commencer l’enregistrement. À la fin de l’enregistrement, appuyez sur Contrôle S pour finaliser le fichier.

Pour faire un commentaire de marqueur d’événement, cliquez sur le numéro de canal et cliquez sur Modifier et insérer une marque commentée, définissez le commentaire avec le numéro d’identification du nouvel insecte entrant dans la chambre, puis cliquez sur OK et chargez l’insecte dans la chambre. Après avoir converti les fichiers d’enregistrement WDH au format texte et divisé les fichiers texte par commentaires de marqueur d’événement, ouvrez le trough_diagnostic. png généré dans le dossier Flight_scripts et vérifier que tous les enregistrements sont robustes aux changements dans la valeur de tension minimale et maximale de l’intervalle de normalisation moyen.

Si les enregistrements sont corrects, spécifiez tous les paramètres utilisateur et Enregistrez et exécutez le flight_analysis. py script. Si l’exécution du script réussit, le numéro d’identification correspondant, la chambre et les statistiques de vol calculées de l’insecte seront imprimés dans le shell Python.

A composé flight_stats_summary. Le fichier csv des informations sera également imprimé dans le shell Python dans le dossier de données du répertoire flight_scripts. Ces données de vol représentatives ont été obtenues expérimentalement au cours de l’hiver 2020 en utilisant J Hemmat Aloma collecté sur le terrain en Floride comme modèle.

Dans cet ensemble d’essais, les données de vol ont été enregistrées avec succès pour tous les canaux sans bruit ni perturbation. Dans cette analyse, cependant, le signal enregistré a été perdu dans le canal trois, qui a immédiatement fait chuter la tension à zéro volt, peut-être en raison du croisement de fils ouverts ou du desserrage de fils. Comme observé pour cet essai, les données de diagnostic du creux générées par chaque tour du bras du broyeur de vol étaient robustes, ce qui indique qu’elles s’écartaient largement de la tension moyenne des fichiers.

Dans cette analyse, à mesure que l’intervalle de normalisation autour de la moyenne augmentait, le nombre de creux identifiés présentait peu de changement, suggérant un bruit de tension minimal et une normalisation précise. En revanche, pour ce vol, les creux étaient soit trop sensibles, soit présentaient un bruit de tension extrémiste qui ne s’écartait pas largement de la tension moyenne du fichier. En conséquence, son nombre de creux a considérablement diminué à mesure que l’intervalle de normalisation autour de la moyenne augmentait.

Les comportements de vol individuels peuvent être caractérisés en quatre catégories de vol, les rafales, les rafales à continues, continues à rafales et continues. Ainsi, l’utilisateur peut utiliser cette sortie graphique pour évaluer et identifier des modèles généraux de comportement de vol malgré des variations uniques dans les pistes individuelles. Plus il y a d’insectes qui peuvent être testés, plus le champ peut comprendre comment les insectes se déplacent.

Ces méthodes encouragent également les écologistes à utiliser les technologies émergentes afin de pouvoir construire leurs propres outils.