Neuroscience

Насекомое-машина гибридная система: Пульт дистанционного управления Радио свободно Полет Жук ( Published: September 2, 2016 doi: 10.3791/54260

DOI

Automatic Translation

English (Original)
العربية (Arabic)
中文 (Chinese)
dansk (Danish)
Nederlands (Dutch)
français (French)
Deutsch (German)
עברית (Hebrew)
हिंदी (Hindi)
italiano (Italian)
日本語 (Japanese)
한국어 (Korean)
norsk (Norwegian)
português (Portugese)
русский (Russian)
español (Spanish)
svenska (Swedish)
Türkçe (Turkish)

T. Thang Vo Doan¹, Hirotaka Sato¹

¹School of Mechanical and Aerospace Engineering, Nanyang Technological University

Abstract

Повышение радио с поддержкой цифровых электронных устройств обусловил использование небольших беспроводных записывающих нервно-мышечных и стимуляторами для изучения поведения насекомых в полете. Эта технология позволяет разработку гибридной системы насекомых-машины, используя платформу живого насекомого, описанного в этом протоколе. Кроме того, этот протокол представляет конфигурацию системы и свободный полет экспериментальных процедур для оценки функции мышц полета в отвязанный насекомого. Для демонстрации, мы ориентировались на третье подмышечных склерит (3Ax) мышцы для управления и достижения левого или правого поворота летящего жука. Тонкий электрод серебряной проволоки был имплантирован на мышцу 3Ax на каждой стороне жука. Они были подключены к выходам беспроводной рюкзаке (то есть, нервно - мышечных Электростимуляторы) , установленный на переднеспинке жука. Мышцы стимулировалось в свободном полете, чередуя сторону стимуляции (влево или вправо) или изменяя stimulatioп частоты. Жук повернулся к ипсилатеральной стороне, когда мышцы стимулировалось и показал дифференцированный ответ на растущей частотой. Процесс имплантации и объем калибровки одномерной системы захвата камеры 3 движения должны проводиться с осторожностью, чтобы не повредить мышцы и потерять след маркера, соответственно. Этот метод является весьма полезным для изучения полета насекомых, так как она помогает выявить функции мышцы полета интереса в свободном полете.

Protocol

1. Изучение животных

Задние отдельные torquata жуки Mecynorrhina (6 см, 8 г) в отдельных пластиковых контейнеров с древесных гранул постельные принадлежности.
Поток каждый жук чашку сахара желе (12 мл) каждые 3 дня.
Поддерживают температуру и влажность подьем помещении при температуре 25 ° С и 60%, соответственно.
Проверьте возможность полета каждого жука, прежде чем имплантировать тонких электродов проволоки.
1. Осторожно бросить жука в воздух. Если жук может летать дольше, чем 10 секунд в течение 5 последовательных испытаний, сделать вывод, что жук имеет регулярные возможности полета и использовать ее для последующих летных экспериментов. Для того, чтобы вернуть себе жука, выключить все источники света в комнате, чтобы сделать его темным. Это приводит к тому, жук прекратить полет.
  Примечание: Жук спонтанно начинает улетать, когда выбрасывается в воздух. Лучше проводить эксперименты полета в большом закрытом помещении , таких , как показано на рисунке 1 (16 х 8 х 4 м 3), как летающий жук движется очень быстро (примерно 3-5 м / сек) и рисует большие дуги при повороте в воздухе.

2. Электрод Имплантация

Обезболить жук, поместив его в пластиковый контейнер , наполненный CO ₂ в течение 1 мин ^13,16,20-24.
Смягчение зубной воск путем погружения его в горячей воде в течение 10 сек. Поместите наркозом жук на деревянном блоке и обездвижить его с размягченным стоматологического воска. Зубоврачебный воск естественно остывает и затвердевает в течение нескольких минут.
Срезанные изолированные серебряные провода (127 мкм голый диаметр, диаметр 178 мкм при нанесении с перфторалкоксиалкан) на отрезки длиной 25 мм для использования в качестве тонких электродов проволоки для имплантации.
Защиту 3 мм голую серебра пламенный изолятор на обоих концах каждого провода.
Рассеките верхнюю поверхность кутикулы жука с помощью остроконечного ножницами, чтобы создать СМАLL окно приблизительно 4 х 4 мм на metepisternum (фиг.2с). Примечание: Мягкий коричневый цвета кутикулы затем экспонируют, как показано на рисунках 2в - е. 3Ax мышца расположена под мягкой кожицей.
Пирс два отверстия на открытой коричневой кожицей , используя булавку насекомых (размер 00) с расстоянием 2 мм между двумя отверстиями (рис 2d).
Вставьте два проволочных электродов (в том числе один активный и один обратных электродов, полученных на этапе 2.4) тщательно через отверстия и насадить их в каждую мышцу 3Ax на глубине 3 мм.
Закрепите имплантированные электроды и удерживать их на месте, чтобы избежать контакта и короткого замыкания, понижая растопленным пчелиным воском на отверстиях. При необходимости, оплавления пчелиный воск над кутикулы, прикоснувшись к пчелиный воск с наконечником горячим паяльником. Пчелиный воск быстро застывает и усиливает имплантацию.
Примечание: Для того, чтобы проверить, если имплантация правильно, надкрылий свеклыле может быть снят для наблюдения за движением мышц 3Ax при электрической стимуляции.

3. Рюкзак Ассамблея беспроводной

Примечание: Рюкзак состоял из встроенного радио микроконтроллера на 4 слоистую FR-4 платы (1,6 х 1,6 см ^2). Рюкзак был обусловлен литий-полимерной Microbattery (3,7 В, 350 мг, 10 мАч). Общая масса рюкзака включая батарею было 1,2 ± 0,26 г, который меньше, чем грузоподъемностью жука (30% от 10 г массы тела). Рюкзак был предварительно запрограммирован на получение беспроводной связи и имели два выходных канала.

Очистите поверхность переднеспинки (удалить воскового слоя на кутикуле) с помощью двусторонней клейкой ленты. Затем прикрепите рюкзак на переднеспинке жука с куском двухсторонней ленты.
Соедините концы вживленных электродов к выходам рюкзака.
Оберните световозвращающиеся ленту вокруг Microbattery для получения маркера FOг захвата движения камеры для обнаружения.
Прикрепите Microbattery к верхней части рюкзака, используя кусок двухсторонней ленты, так что светоотражающий ленты могут быть обнаружены с помощью камер захвата движения.

4. Система управления беспроводной

Примечание: В данном случае термин беспроводная система управления включает в себя приемник для пульта дистанционного управления, портативный компьютер для запуска программного обеспечения на заказ управления полетом, базовая станция, рюкзак, и система захвата движения.

Подключите базовую станцию и приемник пульта дистанционного управления на портативный компьютер через USB-порты.
Включите систему захвата движения и подключить его к компьютеру через портативный порт Ethernet.
Выполните калибровку громкости, махая калибровочный палочкой (предоставляются поставщиком компании системы захвата движения), чтобы полностью покрыть захвата движения пространство.
1. Открытое программное обеспечение захвата движения с рабочего стола ноутбука. Нажмите и дрAG, чтобы выбрать все камеры в меню "System" в "Ресурсы" панели.
2. Нажмите на меню "3D Перспектива" и выберите "Камера" для перехода в поле зрения камеры. Нажмите на вкладку "Camera" на "Инструменты" панели, чтобы показать настройки калибровки. Нажмите кнопку "Пуск" в меню "Создание маски камеры", чтобы устранить шум от камер, а затем "Stop" после того, как шум маскируется синим цветом.
3. Нажмите и выберите "5 Маркер Wand & L-Frame" из меню "Wand" и меню "L-кадр" на вкладке "Camera". Установите "Wand Count", 2500, нажмите кнопку "Пуск" в меню "Калибровка камеры", и волна калибровочный палочку через все пространство захвата движения. Процесс калибровки останавливается, когда счетчик достигает 2500 палочка.
4. Повторите процесс калибровки, если ошибка изображения (в нижней части вкладки "Камера" на панели "Инструменты") выше, чем 0,3 Fили любую камеру. После калибровки, положите палочку на пол в середине пространства захвата движения и нажмите кнопку "Пуск" в меню "Настройка громкости происхождения", чтобы установить происхождение пространства захвата движения.
Проверьте охват системы захвата движения с использованием фиктивного тест, чтобы записать траекторию движения маркера волнообразные пользователем в пространстве захвата движения и подтвердить, обнаружен ли маркер и отслеживаться. Если маркер часто теряется во время обнаружения, повторите калибровку громкости, пока холостое испытание не завершится успешно.
1. Нажмите на вкладке "Захват" на "Инструменты" панели, а затем "Пуск" в меню "Capture", прежде чем махать образца маркер через все пространство захвата движения, чтобы записать его траекторию.
2. После записи, нажмите на кнопку "Запуск трубопровода Reconstruct" реконструировать позиции маркера и проверить качество записи.
Соедините клеммы MicroBattery (прилагается к рюкзаку на шаге 3.4) к силовым контактам рюкзака.
Проверьте беспроводную связь между ноутбуком и рюкзак с помощью программного обеспечения на заказ управления полетом. Выберите команду "Пуск" на программное обеспечение и проверить состояние подключения отображается.

Эксперимент 5. Полет

Провести свободный эксперимент полета на летном арене измерения 16 х 8 х 4 м ^3.
Входные соответствующие параметры в программном обеспечении управления полетом (напряжения, длительности импульса, частоты и продолжительности стимуляции). Примечание: Для демонстрации, мы установили напряжение до 3 В, длительность импульса до 3 мс, а длительность стимуляции до 1 сек и варьировали частоту от 60 до 100 Гц.
1. На экране программного обеспечения, типа 3 для 3 V в поле "Напряжение", 1000 за 1000 мс в "Продолжительность стимуляции" поле, 3 для 3 мс в поле "Длительность импульса", и желаемую частоту в Гц в " Частота "окно оп окно командной строки.
Отпустите рюкзак установленный жука в воздух, позволяя ему свободно летать в пределах полета арене. Ручной запуск стимуляции, когда жук попадает в пространство захвата движения. Нажмите кнопку соответствующую команду (влево или вправо) на пульте дистанционного управления, чтобы стимулировать мышцы-мишени на левой или правой стороне жука.
Примечание: После нажатия кнопки, программное обеспечение управления полетом работает на ноутбуке формирует команду и отправляет его в рюкзак. Рюкзак затем выводит электрический стимул к мышце интереса (на левой или правой стороне).
Обратите внимание реакцию жука в режиме реального времени во время стимуляции и восстановить данные, используя 3D графическое программное обеспечение.
1. Выберите один из испытаний, зарегистрированных в списке данных окна "Beetle Display" и нажмите кнопку "Экспорт Panda", чтобы скопировать данные этого суда в папку анализа и запустить модуль 3D-графиков.
2. Нажмите "N" наклавиатура совместить возбуждающий сигнал с записанной траектории. Нажмите I, чтобы показать траекторию жука с подсвеченными периодов стимуляции.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Процедура имплантации электродов представлена на рисунке 2 проволочные электроды Тонкие серебряные были имплантированы в 3Ax мышцу жука через маленькие отверстия пробитых на мягкую кутикулу на мышцы (рис 2d - е).. Эта мягкая кутикула находится чуть выше аподемы из basalar мышцы после удаления передней части metepisternum (2d фигуры - с). Электроды были затем закреплены с помощью пчелиный воск (рис 2F).

На рисунке 3 показаны процедуры построения гибридной системы насекомых-машина , использующая интактный жука. На рисунках 2 и 3 , б показаны способы имплантирования тонких металлических проволок (стимуляция электродов) в мышцу интерес (например, на рисунке 2, мышца 3Ax был использован в данном исследовании) имонтаж рюкзак на переднеспинке жука. Свободные концы проводов были вставлены в отверстия в разъеме перемычку на рюкзаке, которые электрически соединены с входными / выходными штырями микроконтроллера интегрирован на рюкзаке (рис 3в). И наконец, Microbattery был установлен и кабель питания от Microbattery был связан с отверстиями в разъеме перемычки, ведущей к наземным и положительным питания терминалов микроконтроллера.

Система беспроводного управления показана на рисунке 4. Когда пользователь нажимает командную кнопку на пульте дистанционного управления (рис 4в), управление полетом программное обеспечение в портативный компьютер (рисунок 4г) генерирует и беспроводное посылает команду к рюкзаку через базу станция (4б). Система захвата движения (рис 4д) определяет положение (X, Y и Z) из свеклыле и помечает его с меткой времени. Эти данные затем подается на портативный компьютер, и программное обеспечение управления полетом синхронизирует данные с сигналами стимуляции.

Типичные результаты контроля поворота показаны на рисунке 5. Было обнаружено , что активация мышцы 3Ax , чтобы вызвать уменьшение крыла биений амплитуды ипсилатеральной стороне ^13, что приводит к жуку , выполняющего ипсилатерального поворот в свободном полете. Электрическая стимуляция мышц 3Ax показали такой же эффект , как жук повернулся к ипсилатеральной стороне , когда левая или правая 3Ax мышцы стимулировалось ^13. Поворотная скорость жука оценивали в зависимости от частоты стимуляции.

Рисунок 1:. Бесплатное размещение полета арены Свободный полет арены был устроен вдве части: управление пространством (3,5 х 8 х 4 м ³⁾ было использовано для создания набора имплантации (микроскоп и рассечение инструменты) и управления будку (компьютер, беспроводная базовая станция и контроллер камеры), в то время как движение захвата пространства ( 12,5 х 8 х 4 м ³⁾ была покрыта 20 ближней инфракрасной камерами для записи позиции (X, Y и Z) жука. Полет арена была оснащена 30 световых панелей (60 х 60 см ^2, 48 Вт) , чтобы сделать его максимально ярким , как дневные условия во время эксперимента. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

фигура 2
Рис . 2: Процедура имплантации электродов жука наркоз и обездвижен с зубной воск на деревянном блоке для процедуры имплантации. (А - <сильный> с) Небольшое окно было открыто на metepisternum жука , чтобы получить доступ к 3Ax мышцы. (D) С помощью штифта насекомых, два отверстия с расстоянием 2 мм прокололись на внутренней кутикулу , которая несет мышцы 3Ax. (Е) Электроды были вставлены в мышцы через эти отверстия и удерживается на месте с помощью пинцета , чтобы гарантировать , что ни перекрестных помех не произошло между наконечниками. . (Е - г) Электроды фиксировали на жука с помощью пчелиного воска Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 3
Рис . 3: Процедура для получения гибридной системы насекомых-машины , используя неповрежденный жука (а) Мышца интерес на живой жук был имплантирован остроумиега пара серебряных электродов проволоки. (Б) После фиксации электродов с пчелиным воском, мы установили рюкзак на переднеспинке жука с помощью двусторонней клейкой ленты. (С) Свободные концы электродов были вставлены в выходы рюкзака и закрепляется micropin заголовками. (Г) Microbattery, которая была покрыта светоотражающей лентой, был установлен на рюкзаке с помощью двусторонней клейкой ленты и подключены к силовым контактам рюкзака. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 4
Рисунок 4:. Беспроводная система для свободного эксперимента полета Беспроводная система состоит из : (а) киборгом жука, (б) беспроводной базовой станции, (с (d) действующий ноутбук с приемником Bluetooth подключен, и (е) 3D - система захвата движения. Когда пользователь нажимает на кнопку управления на пульте дистанционного управления, то специальное программное обеспечение управления полетом на ноутбуке посылает команду стимуляции по беспроводному каналу на киборга жука через базовую станцию, которая подключается к ноутбуку через порт USB. После того, как рюкзак получает команду, она генерирует электрический сигнал стимула, который стимулирует мышцы. Одновременно система захвата движения записывает 3D координаты жука и передает их на ноутбук для синхронизации с данными стимуляции. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 5: Поведение BeeTLе вследствие электрической стимуляции мышц 3Ax в свободном полете. (а) Жук повернулся к ипсилатеральной стороне , когда левая или правая 3Ax мышца стимулировалась, и поворотную движение оценивали в зависимости от частоты стимуляции. (Б) зигзагообразный путь летающего жука , когда левая или правая 3Ax мышца стимулируется в определенной последовательности. Параметры стимула были амплитудой 3 В, длительность импульса 3 мс, а частота 60-100 Гц. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 6: Предлагаемые наборы маркеров для отслеживания 3D - ориентации (крен, тангаж, рыскание и) из конфигурации жука с помощью (а) три маркера, (б) четыре.маркеры, и (с) пять маркеров. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Процесс имплантации имеет важное значение, так как она влияет на достоверность эксперимента. Электроды должны быть вставлены в мышцу на глубину 3 мм или менее в зависимости от размера жука (избегая контакта с близлежащим мышц). Если электроды касаются близлежащих мышц, нежелательные действия двигателя и поведение может произойти вследствие сокращения близлежащих мышц. Два электрода должны быть хорошо выровнены, чтобы гарантировать, что никакие короткие замыкания не происходит. При плавлении и переформатирования пчелиный воск, используя паяльник, экспериментатор должен быть осторожным и припаять как можно быстрее, так как мышца может быть сожжен при длительном контакте с высокими температурами, что приводит к нарушению нормальной мышцы. Хотя удаление кутикулы требуется для доступа мышцы 3Ax, вставки и герметизации процесс занимает менее одной минуты и удалось свести к минимуму повреждения мышц. Насекомые были возвращены в разведению комнате после экспериментов и могли выжитьдо более 3-х месяцев (конец их срока службы). Для поддержания хорошей работы жук, жук должен быть подан и давали отдохнуть в течение 3 до 4 часов после каждых 20 последовательных испытаний, как насекомое может стать усталым после многих последовательных (от 40 до 50) летных испытаний и не может быть в состоянии открыть его крылья.

Что касается свободного эксперимента полета, объем калибровки для системы захвата движения необходимо, так как это влияет на траекторию отслеживания точности. Важно, чтобы заполнить вид камер, полный волн калибровки палочки с ошибкой изображения менее 0,3 для всех камер, чтобы поддерживать точность системы слежения за движением. Кроме того, поверхность маркера должна быть чистой, или система захвата движения 3D может часто пропускают маркер. После калибровки, холостое испытание следует проводить махая батарею, обернутый светоотражающей ленты в определенном объеме для проверки охвата системы захвата движения. Для тестированияточность отслеживания движения, мы измерили расстояние двух маркеров, движущихся в полете арене. Маркеры были закреплены на картоне с расстоянием 200 мм друг от друга. Совет был перемещен в весь полет арене, чтобы получить различные позиции двух маркеров. Стандартное отклонение вычислялось равным 1,3 мм (n = 3000).

Испытательная установка свободный полет (1 и 4) позволяет отслеживать положение (X, Y и Z) летящего насекомого вместе с меткой времени. Так как только один маркер прикрепляется к жуку и системы захвата движения 3D только обнаруживает, что маркер, жук рассматривается как частица или материальной точки. Таким образом, данные из летающего жука имеет позиционную информацию, но не хватает ориентации. Таким образом, кинематический анализ из позиционных данных жука обеспечивает только поступательную скорость и ускорение вдоль осей X, Y и Z осей без угловой скорости или углового ускорения вповороты вокруг осей рыскания, тангажа и крена. Несколько маркеров , закрепленные на жука (таких , как показано на рисунке 6) необходимо использовать для системы захвата движения 3D , чтобы обработать летающее насекомое как твердое тело и вращение записи и данные перевода. Тем не менее, экспериментатор должен принять к сведению вклад этих маркеров в кинетике летающего жука, потому что маркер не маленький кусочек ленты, но должна быть достаточно большой, чтобы быть обнаружены с помощью системы камеры с минимальной потерей отслеживания. Такое расположение и крепление нескольких маркеров может значительно увеличить его массу и момент инерции ^25. К тому же, размер полета арене может быть установлен как можно больше в пределах зоны покрытия системы слежения за движением, чтобы уменьшить ограничения на свободное поведение полета жука. Для данной работы, размер полета арене определяется на основании максимального охвата системы захвата движения (12,5 х 8 х 4 м ^3).

например., В basalar мышцы для контралатеральной свою очередь , ⁷ и 3Ax мышцы для ипсилатерального свою очередь ^13. Кроме того, некоторые части нервной системы насекомого может вызывать различные реакции. Оптическая стимуляция может вызвать лопасть полета инициацию ^7, в то время как стимуляция усиков может вызвать контралатерального поворота в ходьбе насекомого ^12. Кроме того, мы можем изменить функцию рюкзаке от того , электрический стимулятор к электромиографии рекордер для записи деятельности насекомого во время его естественного поведения ^3,26.

Свободный полет стимуляции жука помогли выявить и подтвердить естественную функцию мышцы 3Ax по enabliнг наблюдения мгновенной реакции насекомое свободно перемещаться в воздухе. Такая информация не доступна при привязных условиях ^11,13,27-30. Поведение насекомого ограничен при привязных условиях и могут отличаться от того, в свободном полете, что может привести к неправильному пониманию поведения насекомых. Таким образом, свободный полет стимуляция с помощью этой техники является сильным инструментом для проверки гипотез, извлеченные из привязных экспериментов. Кроме того, гибридная система насекомых-машина превосходит ток искусственного хлопая роботов в условиях локомотивных возможностей и потребления электроэнергии ^13,17,31,32.

Насекомое-машинные гибридные системы могут заменить искусственные роботы в будущем, так как они наследуют сложную и гибкую структуру и локомотивных возможности живого насекомого и уменьшить время производства процесса изготовления. Различные локомотивные возможности могут помочь насекомым машина гибридной системе работать болееэффективно в ограниченных пространствах , которые включают сочетание пешеходного и летать, например, в спасательных миссиях. Кроме того, гибридные системы насекомых-машина потенциально может быть использован в качестве инструмента для борьбы с насекомыми в сельском хозяйстве, как это может быть в состоянии вписаться в колонии естественных насекомых и помогают контролировать их деятельность.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

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. Cyborg Beetles. Sci. Am. 303 (6), 94-99 (2010).
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).