Radio Frequency Identification e video sensibile al movimento in modo efficiente Automatizzare registrazione di ricompensa Scelta comportamento di bombi

Gli obiettivi generali di queste procedure sono automatizzare l'osservazione del comportamento di scelta delle api nei fiori artificiali. Ciò si ottiene incollando prima una targhetta identificativa su tutte le api all'interno di una colonia con targhette numeriche di plastica o tag RFID, a seconda del protocollo. Il secondo passo consiste nell'installare le videocamere sensibili al movimento o i lettori RFID nello spazio di test.

Successivamente, i fiori artificiali un posto nello spazio di test. Il passo finale consiste nel dare alle colonie B l'accesso allo spazio di test. In definitiva, viene generato un ampio database di record costituito dall'ora e dal luogo di ogni singola visita floreale.

Il vantaggio principale di queste tecniche rispetto ad altri metodi, come la registrazione manuale delle osservazioni in tempo reale, è che queste tecniche ci permettono di studiare il comportamento delle api che non hanno ancora sperimentato ricompense sui fiori. Le api impiegano tempo per scoprire i fiori, a volte anche giorni. I nostri metodi ci permettono di catturare questi eventi molto rari.

Siamo in grado di registrare le attività di un'intera colonia di bombi in modo continuo per un lungo periodo di tempo e con elevata precisione. Questo può aiutarci a rispondere a domande chiave sul comportamento degli insetti sulle origini delle differenze individuali. L'ambiente di test per questo protocollo deve essere una stanza isolata o una gabbia di volo con schermo metallico di due metri cubi sulla gabbia di volo.

Un piccolo foro, del diametro di un nichelino o circa due centimetri, funge da punto di ingresso e di uscita per le api. Ape. Le colonie sono collegate allo spazio di prova tramite un condotto abbastanza largo da consentire la circolazione simultanea di più api. I condotti del tubo di schermatura sono ideali perché forniscono una buona trazione durante questi esperimenti.

Le api si muovono liberamente tra la gabbia di volo e la scatola della colonia attraverso questi condotti all'interno dello spazio di prova sono due supporti per il posizionamento di fiori artificiali. Si tratta di supporti in legno alti 1,2 metri posti al centro dello spazio o attaccati al muro. La parte superiore del supporto ha un meccanismo che serve a contenere i fiori.

Durante l'esperimento, le posizioni dei supporti vengono spostate periodicamente per evitare l'introduzione di artefatti con effetto di posizione. Durante gli esperimenti RFID, una testa a sei cilindri è installata sopra un fiore artificiale progettato su misura per esperimenti di tag colorati. Le videocamere sensibili al movimento sono posizionate a due metri dai fiori artificiali.

Lo spazio di prova è illuminato da luci fluorescenti che generano un minimo di 1.200 lux di intensità perché le api possono rilevare lo sfarfallio delle normali luci fluorescenti, durante l'esperimento devono essere utilizzati reattori specializzati ad alta frequenza che sfarfallano a oltre 200 hertz. I lavoratori vengono etichettati sul torace con tag RFID, li eleggono in contenitori individuali quando emergono dai loro bozzoli e, mentre sono ancora nella loro fase di instabilità e incapaci di volare, li chiamano per circa un'ora in un frigorifero impostato a sette gradi Celsius. Ciò ridurrà al minimo la possibilità di essere punti durante l'etichettatura.

Una volta raffreddato, applica un tag RFID univoco a ciascun lavoratore utilizzando colla atossica. Lascia asciugare la colla per almeno 10 minuti prima di reintrodurre l'operaia nella colonia. Tutti i lavoratori che eludono l'etichettatura o hanno perso il loro RFID devono essere rimossi.

Quando i costrutti di fiori artificiali sperimentali possono essere realizzati da un'officina meccanica, vengono poi rivestiti con argilla colorata. Un semplice fiore artificiale blu è il modello di base su cui vengono aggiunte diverse caratteristiche visive. Una caratteristica visiva è un disegno che utilizza un sottile rivestimento di argilla gialla.

La fessura sulla parte cilindrica del fiore artificiale si aggancia facilmente al lettore RFID. La progettazione dello stimolo floreale è fondamentale. Lo spazio interno deve essere abbastanza grande da permettere a tutti i pezzi di calabrone di arrampicarsi all'interno, ma abbastanza piccolo da far sì che l'etichetta sul calabrone si trovi a meno di tre o quattro millimetri dal lettore.

Inoltre, il fiore artificiale deve essere progettato per mostrare le proprietà visive in modo tale che non ci siano interruzioni tra il cilindro e le parti del procione. Un'alternativa ai tag RFID sono i tag numerici colorati. Questi tag vengono applicati anche alle api operaie poco dopo che emergono dai loro bozzoli.

Un vantaggio rispetto ai tag RFID è che sono più difficili da rimuovere per le api. Come per l'etichettatura RFID, rimuovi tutte le operaie dalla colonia e chiamale prima dell'etichettatura. Dopo. Una volta che l'esperimento è iniziato e il comportamento delle api è stato registrato, emergeranno nuove operaie che dovranno essere etichettate.

In genere, da sette a 10 nuove operaie emergono ogni due o tre giorni per registrare i dati delle api con tag colorati. Le videocamere sensibili al movimento devono essere puntate su ogni fiore dall'esterno dell'ambiente di test. Può trattarsi di telecamere con protocollo Internet con almeno un megapixel di risoluzione e modifica della luce.

Sostituisci l'obiettivo di serie con un obiettivo molto focale da 1,8 millimetri per fornire una migliore messa a fuoco e la capacità di ingrandire il fiore. Metti a fuoco un'altra fotocamera per catturare l'area davanti ai due fiori. Questa fotocamera è posizionata a circa mezzo metro sopra i fiori.

Cattura i comportamenti che si verificano prima dell'atterraggio, che includono l'avvicinamento, il volo stazionario e persino l'intonazione. Una colonia di 375 operaie è stata etichettata con RFID. L'85% è entrato nella gabbia di volo durante lo studio e il 62% di queste api ha anche esplorato uno dei quattro stimoli floreali.

Questo è stato segnato come il passaggio del mouse sopra l'intonazione, l'atterraggio e l'esplorazione. L'esperimento ha prodotto circa 300.000 eventi registrati, che sono stati tutti memorizzati in un database mondiale di topi. C'è stata una preferenza per un modello radiale rispetto a un modello concentrico.

Il motivo radiale si invertiva, tuttavia, quando il motivo concentrico era posizionato al centro del fiore e il motivo radiale era periferico. In un secondo esperimento, le api sono state etichettate con numeri colorati e filmate con videocamere sensibili al movimento. In questo esperimento, c'è stata una preferenza per i fiori con motivo radiale posizionato centralmente rispetto al modello concentrico posizionato centralmente. Fiori.

La posizione di un motivo sul fiore non faceva la differenza. Queste procedure ci permettono di testare empiricamente le previsioni teoriche offerte dalla modellazione computazionale e dall'intelligenza artificiale sulle caratteristiche dell'elaborazione dell'informazione visiva da parte di piccoli cervelli. Ad esempio, le reti neurali non supervisionate sono state utilizzate per generare previsioni relative alle preferenze di simmetria, che abbiamo testato utilizzando i nostri metodi automatizzati.

Il comportamento dei bombi che lasciano la loro colonia per la prima volta è un'area di studio trascurata e alcuni degli ostacoli alla ricerca sono stati metodologici. Le tecniche che abbiamo descritto in questo video sono particolarmente adatte per studiare il comportamento dei bombi che lasciano la loro colonia e cercano cibo per la prima volta. RFID. I tagging e le registrazioni video sensibili al movimento sono attualmente utilizzati da psicologi e biologi per studiare nuove domande che fino a poco tempo fa erano fuori portata.