昆虫の出現パターンの検出の正確かつ自律システム

この方法は、昆虫の出現のタイミングに影響を与えるものなど、発生生物学とストレス生理学分野の重要な質問に答えるのに役立ちます。この技術の主な利点は、それが自動化され、多数の昆虫の出現を測定するために使用することができるということです。構築する各チャネルには、次の部分が必要です。

1つのコレクターマニホールド、1つのエンドキャップ、6つのプラットフォームサポート、4つのチューブラックベースプレート、4つのチューブラックフェイスプレート。3つのプラットフォームサポートと33%30センチメートルの段ボールプラスチックで、ホットグルーを使用して、構築中のチャネルごとに2つのチューブラックプラットフォームを組み立てます。まず、赤外線エミッタと赤外線検出器の両方の陽極に120オーム抵抗をはんだ付けし、両方の陰極に22ゲージの電線の5センチメートルの長さをはんだ付けして、電機マニホールドに電子機器を取り付けます。

コレクタマニホールドの1つのソケットに検出器を慎重に挿入し、エミッタを2番目のソケットに入れます。両方のコンポーネントがぴったりと収まるはずです。検知器の配線をケーブルチャネルに通し、両方のワイヤをアクセスホールに引き抜きます。

ピンの後列を使用して、RJ45イーサネットジャックに4本のワイヤをすべてはんだ付けします。両方の陽極は、左端のピン、右端のピンにエミッタのカソード、中央ピンのいずれかに検出器の陰極をはんだ付けする必要があります。熱い接着剤でコレクターマニホールドアクセスホールの上にRJ45ジャックを固定し、マニホールド内に裸のワイヤーが接触していることを確認します。

次に、Arduino ナノ、温度、クロック、および SD モジュールのラベル付けされたスルー ホールに女性ヘッダーをはんだ付けして、システムの中央プロセッサの構築を開始します。また、LCD画面用のPCBボードの左上隅にあるラベルなしの2×5のスルーホールに女性ヘッダーをはんだ付けします。PCB基板の下端に沿って6台のRJ45ジャックをスナップインしてはんだ付けします。

RJ45ジャックのすぐ上に位置するスルーホールサイトに6つの470キロオームプルダウン抵抗をはんだ。PCBボードにArduinoナノ、DHT温度および湿度センサー、クロック、およびSDモジュールを取り付けます。最後に、10コネクタのリボンワイヤをPCBボードのLCDスクリーンコネクタに接続します。

検出システムを組み立てたら、実験を実行する直前に2つのラックを積み込んで配置します。まず、ラックのすべての穴にキャップを取り外した0.5ミリリットルのマイクロ遠心分離管が入っており、チューブがぴったりとフィットしていることを確認します。各チューブを1つの昆虫のブロードセルで満たし、平らなエッジ側が開口部に向かっていることを確認します。

次に、空気軟ペレット1個、最後に金属BB1個を加えます。その後、4分の1インチのナイロンネジを使用してチューブラックのフェイスプレートを貼り付け、丸みを帯びた端をラックの底に向けます。チューブラックをラックプラットフォームに配置します。開口部を上向きにして開始し、金属BBが解放されないようにゆっくりと所定の位置に回転させます。

ラックは、金属BBが構造の別の部分に跳ね返ることなくコレクタに自由に落下できるように、プラットフォームの端に配置する必要があります。SD カードをアダプターに挿入し、Micro-USB コネクタを Arduino に接続し、もう一方の端を適切な USB アダプターに接続して中央プロセッサを起動します。液晶画面には、準備ができたら1から6までの数字が表示されます。

各チャンネルのボールコレクタに単一の金属BBをドロップし、画面に表示される対応するカウントを監視し、画面の下部に表示する正しい時間を確認します。すべての昆虫が出現した後、Arduinoを抜くことによって装置の電源を切ります。ラックは、再使用のために分解および清掃される場合があります。

出現実験の間、データはカンマ区切りのファイルでSDカードに保存されます。SD カードを使用してデータをコンピューターに転送し、RStudio を使用してデータのバブル プロットを自動生成します。イベントデータと温度データの両方が、データ整合性のために同じファイルに保存されます。

分析の前に、カンマ区切りファイルをスプレッドシートプログラムにインポートします。列IとJは、ミツバチの出現の日時です。列 A から E を切り取って 2 番目のスプレッドシートに貼り付けて列 A と B にし、さらに分析するために温度データの別のファイルとして保存します。

この図は、開発中に冷たいストレスにさらされた後、摂氏4度の熱周期の下での生育の出現を示す。この図は、ちょうど見たのと同じデータセットを示していますが、6つのチャネルのうちの1つがBで詰まっているため、シグナルの欠如が繰り返しカウントされるので、グラフ上に大きなバブルが生まれます。このチャネルからのデータは、解析から正当に削除できます。

この手順を試みる際は、接続が機能していることを確認するために、すべての部品をチェックすることを忘れないでください。その開発後、この技術は、クロノバイオロジーとストレス生理学の分野の研究者が、孤独なミツバチの出現のタイミングにどのようなヒントが影響を与えるかを探求する道を開きました。