Costruire un mulino di volo potenziato per lo studio del volo degli insetti legati

Questo protocollo può essere utilizzato per costruire un mulino di volo economico e migliorato utilizzando la tecnologia makerspace, come taglierine laser e stampanti 3D. Le frese laser e le stampanti 3D possono gestire progetti complessi in modo da poter facilmente personalizzare e riprodurre il mulino di volo per soddisfare le tue esigenze sperimentali. Per costruire i supporti acrilici in un makerspace, aprire e appropriato l'editor di grafica vettoriale e creare linee di file in modalità RGB con traccia di linea di 0,0001 punto in cui il rosso RGB taglia le linee e le linee dei bordi blu RGB.

Come precauzione, progettare la chiave della curva come illustrato. Segui le linee guida del makerspace sull'accensione, l'utilizzo e la manutenzione della taglierina laser. Nel software laser, selezionare la plastica per il materiale e l'acrilico per il tipo di materiale.

Per una maggiore precisione, utilizzare la pinza per misurare lo spessore del materiale e inserire il suo spessore nel campo dello spessore del materiale. Posizionare il materiale nella cavità della stampante e tagliare il tasto curva. Utilizzare il tasto curva per determinare la larghezza della curva, quindi tenere conto della curva per tutte le misurazioni di fessure e fori nel design del supporto acrilico, se necessario, prima di tagliare al laser i supporti acrilici.

Per la stampa 3D dei supporti in plastica, fare clic su Disegni 3D e Crea per creare un nuovo design. Per replicare questi studi accurati disegni stampati in 3D, scarica l'archivio 3D_Prints. zip e sposta la cartella sul desktop.

Aprire la cartella. Nel programma di modellazione 3D online, lavora sulla pagina Web normale, fai clic su Importa e seleziona tutti i file stl dalla cartella. Per creare autonomamente o apportare modifiche ai progetti, segui i tutorial del sito web.

Apportare modifiche ed esportare i nuovi progetti come file stl. Per ottenere lo specchio di un disegno, fare clic sull'oggetto, fare clic su M e selezionare la freccia corrispondente alla larghezza degli oggetti. Per la stampa 3D, fare doppio clic sull'icona del software di stampa 3D, slicing e selezionare il file oggetto da stampare.

Selezionare Stampa e tipo di macchina per selezionare la stampante 3D e fare doppio clic sull'icona di spostamento per regolare la posizione dell'oggetto. Fare clic sulla piattaforma per assicurarsi che il modello sia sulla piattaforma. E fai clic su Sposta e centra per posizionare l'oggetto al centro dell'area di compilazione.

Quando l'oggetto è pronto, fare clic su Stampa per salvare la stampa come file gx. Quindi calibrare l'estrusore della stampante 3D secondo i protocolli standard e confermare che ci sia abbastanza filamento per la stampa. Quando tutti gli oggetti sono stati modificati, trasferire i file gx alla stampante 3D e stampare tutti i supporti e i miglioramenti.

Per ogni stampa verificare che il filamento si attacchi correttamente alla lastra. In totale otto guide lineari, 16 blocchi di guide lineari, da 12 a 20 viti, 15 staffe trasversali, 16 supporti magnetici, 16 supporti per tubi, 16 supporti per guide lineari corte e 16 supporti per guide di linea lunga dovrebbero essere stampati in 3D per questo design. Dopo aver assemblato le pareti acriliche, inserire un tubo di plastica lungo 30 millimetri nel supporto del tubo superiore e un tubo di plastica lungo 15 millimetri nel supporto del tubo inferiore di ciascuna cella.

Inserire un tubo di plastica lungo 14 millimetri nel tubo superiore e un tubo di plastica lungo 20 millimetri nel tubo inferiore, assicurandosi che ci sia un attrito abbastanza forte tra i tubi per mantenere i tubi in posizione senza consentire al tubo interno di scorrere su e giù se tirato. Se alcuni tubi sono deformati, immergere i segmenti di tubo deformati in acqua bollente per un minuto e raddrizzare i tubi su un asciugamano, consentendo ai materiali di raggiungere la temperatura ambiente prima di inserire i segmenti raddrizzati nei tubi. Inserito due magneti al neodimio a basso attrito e un tubo interno in ciascun supporto magnetico.

Fissare saldamente il tubo interno in ciascun supporto magnetico in modo tale che la gravità che agisce sui magneti e il supporto dei magneti non sia abbastanza forte da rimuovere i materiali dalla camera d'aria. Controlla se ogni coppia di magneti si respinge a vicenda. Con i blocchi di guida lineare entrambi rivolti verso l'alto, far scorrere i blocchi nella guida lineare e alloggiare i binari di guida lineari e i blocchi verticali nelle finestre sulle pareti verticali esterne.

Utilizzare due supporti di guida lineari corti, due supporti lunghi per guide lineari, quattro viti in ferro lunghe 10 millimetri, due viti in ferro lunghe 20 millimetri e due dadi esagonali per fissare una guida lineare in posizione. Per costruire il braccio girevole, incollare tubi in acciaio ipodermico non magnetico calibro 19 all'asse della punta della pipetta e i due magneti al neodimio a basso attrito all'estremità piegata del braccio del perno per legare l'insetto verniciato in metallo per il volo. Avvolgere un pezzo di foglio di alluminio sull'estremità non piegata del braccio di rotazione per creare un contrappeso a bandiera e per rompere il raggio infrarosso inviato dal trasmettitore del sensore a infrarossi al ricevitore.

Per impostare il sensore a infrarossi e il data logger, posizionare il trasmettitore del sensore a infrarossi all'interno del blocco guida lineare superiore con l'emettitore del fascio rivolto verso il basso e posizionare il ricevitore del sensore a infrarossi all'interno del blocco inferiore rivolto verso l'alto. Per legare magneticamente gli insetti al braccio del mulino di volo per una prova di volo, applicare vernice magnetica al pronoto dell'insetto e lasciare asciugare la vernice per almeno 10 minuti. Una volta asciutto, attaccare l'insetto ai magneti del braccio del mulino di volo.

Dopo aver allegato fino a otto insetti, fare clic su File e registra nel software di analisi del volo, selezionare la posizione del file di registrazione nella prima finestra pop-up, assicurarsi che il nome del file includa il numero del set di registrazione e la lettera del canale e fare clic OK.In finestra pop-up successiva, inserire la lunghezza prevista della registrazione del volo. Quando gli insetti sono in posizione, fare clic su OK per iniziare la registrazione. Al termine della registrazione, premere Ctrl S per finalizzare il file.

Per fare un commento marcatore di evento, fare clic sul numero del canale e fare clic su Modifica e inserisci segno commentato, definire il commento con il numero di identificazione del nuovo insetto che entra nella camera, quindi fare clic su OK e caricare l'insetto nella camera. Dopo aver convertito i file di registrazione WDH in formato testo e diviso i file di testo per commenti marcatori di eventi, aprire il trough_diagnostic. png generato nella cartella Flight_scripts e controllare che tutti i record siano robusti alle variazioni del valore di tensione minima e massima dell'intervallo medio di standardizzazione.

Se i record sono corretti, specificare tutte le impostazioni utente e Salva ed esegui il flight_analysis. script py. Se l'esecuzione dello script ha esito positivo, il numero ID corrispondente, la camera e le statistiche di volo calcolate dell'insetto verranno stampati nella shell Python.

Un flight_stats_summary composto. Il file csv delle informazioni verrà anche stampato nella shell Python nella cartella dei dati della directory flight_scripts. Questi dati di volo rappresentativi sono stati ottenuti sperimentalmente durante l'inverno del 2020 utilizzando J Hemmat Aloma dalla Florida come modello.

In questa serie di prove, i dati di volo sono stati registrati con successo per tutti i canali senza rumore o interruzioni. In questa analisi, tuttavia, il segnale registrato è stato perso nel canale tre, che ha abbassato immediatamente la tensione a zero volt, probabilmente a causa dell'attraversamento di fili aperti o dell'allentamento dei fili. Come osservato per questo studio, i dati diagnostici generati da ogni giro del braccio del mulino di volo erano robusti, indicando che in gran parte deviavano dalla tensione media dei file.

In questa analisi, con l'aumentare dell'intervallo di standardizzazione intorno alla media, il numero di depressioni identificate ha mostrato pochi cambiamenti, suggerendo un rumore di tensione minimo e una standardizzazione accurata. Al contrario, per questo volo, le depressioni erano troppo sensibili o avevano un rumore di tensione estremista che non deviava in gran parte dalla tensione media del file. Di conseguenza, il suo numero di depressioni è diminuito sostanzialmente all'aumentare dell'intervallo di standardizzazione intorno alla media.

I singoli comportamenti di volo possono essere ulteriormente caratterizzati in quattro categorie di volo, scoppi, scoppi a continui, continui a scoppi e continui. In questo modo l'utente può utilizzare questo output grafico per valutare un identificare un modello di comportamento di volo generale nonostante le variazioni uniche nelle singole tracce. Più insetti possono essere testati, più modi il campo può capire come si muovono gli insetti.

Questi metodi incoraggiano anche gli ecologisti a utilizzare le tecnologie emergenti in modo che possano costruire i propri strumenti.