곤충 추적을 위한 Harmonic Radar 태그: 가볍고 저렴하며 접근하기 쉽습니다.

추적 장치를 사용하여 동물의 움직임을 추적하는 것은 오랫동안 척추동물의 행동과 생태를 연구하기 위한 표준 접근 방식이었습니다. 그러나 비교적 최근까지만 해도 이러한 추적 방법은 부착해야 하는 추적 장치의 크기와 질량이 엄청나게 크기 때문에 곤충학자들이 사용할 수 없었습니다. 곤충 추적에 제공되는 기술에는 무선 원격 측정, Bluetooth, RFID 및 고조파 레이더가 포함됩니다.

이 중 무선 원격 측정은 더 큰 곤충을 추적하는 데 가장 많이 사용되는 방법입니다. 추적된 각 곤충에 대해 더 긴 감지 범위와 고유한 신호를 제공하지만 유통 기한과 현장 수명이 제한적이고 일반적으로 최소 150mg의 무거운 값비싼 태그가 필요합니다. 대조적으로, 조화로운 레이더 태그는 적어도 한 자릿수 정도 더 가볍고 저렴하며 많은 작은 곤충의 현장 추적을 허용하는 감지 범위를 가지고 있습니다.

고조파 레이더는 곤충이 운반하는 태그에 전원을 공급하는 신호를 방출하고 태그가 보낸 주파수를 두 배로 늘린 반환 신호를 수신하는 트랜시버를 사용합니다. 우리는 각각 쇼트키 다이오드와 니티놀 와이어로 제작된 두 가지 크기의 고조파 레이더 태그를 제작하는 방법을 시연할 것입니다. 니티놀 와이어는 이 와이어가 유연하여 태그가 지정된 곤충이 상대적으로 자유롭게 움직일 수 있고 직선 방향으로 쉽게 되돌려 최대 신호 반환을 허용하기 때문에 중요한 설계 구성 요소입니다.

우리는 또한 오지 구조를 위해 판매되는 기성품 트랜시버의 사용을 시연할 것입니다. 저렴한 태그와 기성품 송수신기를 함께 사용하면 곤충 행동과 생태를 연구하려는 곤충학자들이 이 곤충 추적 기술에 쉽게 접근할 수 있습니다. 우리는 태그 만들기, 곤충에 태그 부착, 이러한 태그가 지정된 곤충 추적에 대해 다루고 몇 가지 대표적인 추적 결과를 제공할 것입니다.

다음은 태그를 만드는 데 필요한 재료, 두 개의 서로 다른 전선 및 다양한 크기의 다이오드, 다양한 전도성 재료입니다. 우리의 경험에 비추어 볼 때, 우리는 은 에폭시가 가장 강력하고 효과적인 방법이라는 것을 발견했지만 다른 방법도 사용할 수 있습니다. 여기에서 작은 태그와 큰 태그에 각각 사용되는 다양한 두께의 니티놀 와이어를 볼 수 있습니다.

다음은 태그에 사용할 두 가지 크기의 다이오드입니다. 다음은 태그를 조립하는 데 필요한 도구입니다. 3D 프린팅 지그는 와이어 절단 및 태그 조립에 사용됩니다.

3D 인쇄 설계에 대한 첨부 문서를 참고하십시오. 먼저 큰 태그의 어셈블리를 보여드리겠습니다. 태그 어셈블리의 중요한 구성 요소는 올바른 길이의 안테나(대형 태그의 경우 8.25cm)를 갖는 것입니다.

측정 지그는 와이어를 원하는 길이로 쉽고 재현 가능하게 절단하는 데 사용됩니다. 먼저 와이어를 지그에 테이프로 붙이고 가벼운 장력을 유지하면서 와이어를 지그에 감고 그림과 같이 채널의 와이어를 자릅니다. 실린더에서 전선을 조심스럽게 제거하기 전에.

와이어 부착을 위해 다이오드를 준비하려면 다이오드 포장을 현미경에 고정하십시오. 덮개를 뒤로 당기고 양면 테이프로 다이오드를 제거하고, 다이오드는 안테나 결합을 용이하게 하기 위해 접점이 위를 향하도록 올바른 방향에 있습니다. 지그에 고정 테이프.

카드 스톡을 다이오드와 평행하게 양쪽에 놓고 안테나가 테이프에 달라붙지 않도록 가장자리를 매끄럽게 합니다. 부착을 준비하기 위해 다이오드 옆에 와이어를 정렬하고 현미경 아래에서 와이어가 단일 전기 접점에 닿도록 와이어를 배치합니다. 둘 다 건드리지 않는 것이 중요합니다.

각 접점에 전도성 재료를 적용하여 접점과 와이어를 모두 덮도록 합니다. 각 접점 사이에 전도성 물질이 퍼지지 않도록 주의하십시오. 각 와이어를 고정하고 전기 전도성을 보장하기 위해 필요에 따라 전도성 물질을 다시 도포합니다.

다음으로 4.1cm의 니티놀 와이어 길이를 사용하는 작은 태그의 제작을 보여 드리겠습니다. 테이프로 와이어를 지그에 부착하고 와이어가 과도하게 팽팽하지 않도록 주의하십시오. 지그 주위에 와이어를 감습니다.

그리고 홈을 따라 와이어를 자릅니다. 각 태그에는 이 와이어의 두 세그먼트가 필요합니다. 다이오드 부착을 준비하려면 지그에 양면 테이프를 붙입니다.

다이오드를 테이프로 전송하여 다이오드 사이에 적절한 공간을 유지합니다. 범위 아래에서 전선과 다이오드의 정렬을 용이하게 하기 위해 접점이 위를 향하도록 합니다. 필요에 따라 다시 정렬하고 움직이지 않도록 테이프에 밀어 넣었는지 확인하십시오.

다이오드를 따라 단면 테이프를 배치하여 접점 수준에서 와이어를 들어 올리고 와이어가 아래 테이프에 달라붙는 것을 방지합니다. 테이프를 매끄럽게 펴고 다이오드의 일반적인 근처에 전선을 놓습니다. 범위 아래에서 와이어가 겹치지 않도록 주의하여 접점에 와이어를 배치합니다.

이상적으로는 정렬이 다음과 같아야 합니다. 다음으로, 전도성 물질을 접점과 와이어에 적용하고 전도성 물질이 함께 흘러 다이오드 평면을 범람하지 않도록 합니다. 다음은 선택한 전도성 재료에 대한 지침에 지정된 적절한 경화 시간 후에 태그의 모양입니다.

여기에서 크고 작은 태그를 볼 수 있습니다. 다음으로 Queensland longhorn beetle을 예로 들어 곤충에 큰 태그를 부착하는 방법을 보여줍니다. 곤충에 태그를 고정하는 데 사용할 여러 재료가 있습니다.

UV 경화 접착제를 사용하여 부착물을 시연할 예정입니다. 일반적으로 사용되는 다른 두 가지 접착제는 시아노아크릴레이트 또는 쿨멜트 접착제입니다. 먼저 부착 부위에 쉽게 접근할 수 있도록 딱정벌레를 고정합니다.

부착 부위에 접착제 한 방울을 바르십시오. 방향을 정하십시오 tag 그리고 전기 접점이 흉부 쪽을 향하도록 다이오드를 놓습니다. 태그의 위치가 만족스러우면 총 5-10초 동안 다양한 각도에서 UV 광선을 사용하여 접착제를 경화시킵니다.

다음으로 Tephritid fruit flies를 사용하는 작은 태그 부착을 시연합니다. 더 작은 태그는 중간 또는 작은 곤충과 함께 사용하기 위한 것입니다. 멜론 플라이와 지중해 과일 파리로 태그 부착을 실연합니다.

파리는 섭씨 4도에서 마취해야 합니다. 접착제 한 방울을 떨어뜨리고 태그를 UV 접착제에 담그십시오. 전체 커버리지를 보장하기 위해 다이오드를 접착제에 굴려 넣으십시오.

과도한 접착제가 와이어에 부착되지 않도록 주의하십시오. 엄지와 검지 사이에 곤충을 고정하여 부착 위치를 표시합니다. 태그의 방향을 지정하고 파리 흉부의 등쪽에 세로로 놓습니다.

태그를 앞뒤로 움직여 접착제를 펴고 안전한 연결을 보장합니다. 다시 말하지만, 태그의 배치가 만족스러우면 UV 광선을 사용하여 접착제를 경화시킵니다. 이제 태그 지정 프로세스를 다시 보여 드리겠습니다.

이 프로세스가 현장에서 수행되는 경우 다이오드의 위치에 만족하기 전에 접착제가 굳어지는 것을 방지하기 위해 과도한 자외선을 차단해야 합니다. 들판에서 곤충을 식히는 것은 추운 방에 두는 대신 얼음으로 할 수 있습니다. 다시 말하지만, 자외선으로 경화할 때 강력한 부착력을 보장하기 위해 여러 각도에서 경화하십시오.

마지막으로, 현미경으로 지중해 초파리를 사용하여 태그 부착을 시연합니다. 흉부의 등쪽 표면에 태그를 놓고 자외선으로 경화시킵니다. 여기에서 태그가 지정된 곤충 게시물 첨부 파일의 예를 볼 수 있습니다.

참고로, 태그 위치는 곤충 청소 노력에 의한 제거를 방지하고 균형 잡힌 비행을 용이하게 하는 것으로 보입니다. 파리의 경우, 질량 중심에 가까운 횡방향 부착물이 비행 억제로 이어져 잠재적으로 파리의 균형을 잃을 수 있다는 것을 발견했습니다. 곤충 포스트 태그 부착물의 비행 능력을 철저히 테스트하는 것이 중요합니다.

일반적으로 이것은 비행 튜브에서 테스트하여 수행됩니다. 여기에서 우리는 파리가 비행할 수 있음을 보여주는 대표적인 이륙을 보여줍니다. 파리는 자유롭게 움직이며 일반적으로 태그에 방해받지 않는 것처럼 보입니다.

다음으로 작동 중인 대형 태그를 시연합니다. 트랜시버가 태그와 정렬될 때 나는 소리를 주목하십시오. 그리고 여기에서 태그가 부착된 딱정벌레를 볼 수 있습니다.

다음으로 큰 태그의 범위를 보여드리겠습니다. 약 30미터에서 강한 신호를 감지할 수 있습니다. 최대 거리는 약 60미터입니다.

작은 태그는 범위가 훨씬 짧습니다. 약 10미터에서 강한 신호를 감지할 수 있습니다. 신호 강도는 태그에 대한 트랜시버의 방향에 의해서도 영향을 받습니다.

태그와 트랜시버가 정렬되면 최대 신호를 얻습니다. 그러나 트랜시버를 90도 회전하면 이제 태그와 트랜시버가 잘못 정렬되어 신호가 약하거나 신호가 없습니다. 감지 범위와 태그 크기는 아마도 곤충 추적 태그의 가장 중요한 두 가지 기능일 것입니다.

여기에서는 이 비디오에서 제작된 크고 작은 태그의 최대 감지 범위에 대한 대표적인 결과를 보여줍니다. 각 크기의 태그 10개를 열린 들판에서 테스트했습니다. 식생 간섭과 함께 태그와 트랜시버의 정렬 불량은 종종 현장 조건에서 감지 범위를 감소시킵니다.

우리의 경험에 따르면 나무나 들판 작물에서 작업할 때 큰 태그의 경우 약 10미터, 작은 태그의 경우 5미터의 감지 거리를 가정합니다. 마지막으로, QLB와 함께 대표적인 추적 연구의 결과를 공유하고자 합니다. 이 연구의 목적은 성인 딱정벌레가 환경에서 시간을 보내는 위치에 대해 알려진 바가 거의 없기 때문에 퀸즐랜드 롱혼 딱정벌레의 움직임을 조사하는 것이었습니다.

딱정벌레는 비밀스럽기 때문에 고조파 레이더와 같은 추적 기술 없이는 환경에서 위치를 찾기가 매우 어렵습니다. 이 연구는 하와이 빅 아일랜드에 있는 쿠쿠이 나무에서 수행되었습니다. 이 연구 과정에서 여러 마리의 딱정벌레에 태그를 붙이고 풀어주었습니다.

이것은 한 마리의 딱정벌레가 5일 동안 이동한 경로의 예입니다. 이 딱정벌레는 쿠쿠이 나무의 높은 곳과 죽은 나뭇잎을 포함하여 여러 종류의 위치로 추적되었습니다. 이것은 이 연구의 중요한 발견이었습니다.

QLB는 매우 비밀스러울 수 있으며 농부들은 종종 딱정벌레가 나무 주변에 어디에 숨어 있는지 묻곤 했습니다. 개별 QLB를 추적하여 딱정벌레가 마른 잎에 숨겨져 있어 감지하기 어렵다는 것을 확인할 수 있었습니다. 이 프로토콜에서는 두 가지 크기의 고조파 레이더 태그를 제작하는 방법을 보여주었습니다.

또한 UV 경화 접착제를 사용하여 곤충에 이러한 태그를 부착하는 방법과 신호 감지 범위를 입증했습니다. 이 프로토콜은 최소한의 특수 실험실 장비로 많은 저비용 HR 태그를 간소화하여 제작할 수 있도록 개선되었습니다. 또한 프로토콜은 해부 범위에서 물체를 조작한 경험이 있는 연구자가 액세스할 수 있어야 합니다.

더 작은 태그를 만들기 전에 다이오드를 조작하고 전도성 접착제를 적용하는 기술을 개발하기 위해 더 큰 태그부터 시작하는 것이 좋습니다. 시청해주셔서 감사드리며, 이 영상이 도움이 되었기를 바랍니다. 궁금한 점이 있으시면 언제든지 연락 주시기 바랍니다.