Name: Insect-gecontroleerde Robot: Een mobiele robot platform om de geur-tracking-vermogen van een insect Evalueer (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-12-19T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min
Description: Ontdek hoe een zijderups een mobiele robot bestuurt om geurbronnen te volgen. Deze methode onderzoekt sensorimotorische relaties en biomimetische navigatie voor toepassingen in robotica en neurowetenschap.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

We danken Shigeru Matsuyama voor het leveren van gezuiverd bombykol. Dit werk werd ondersteund door de Japan Society for the Promotion of Science KAKENHI (subsidienummers 22700197 en 24650090) en het Human Frontier Science Program (HFSP).

1. proefdier <ol><li> Bereid een plastic doos op de poppen van mannelijke silkmoths (B. mori) totdat hun eclosion houden. Zet papieren handdoeken aan de onderkant en stukken karton rond de binnenwand van de doos (Figuur 1A). Opmerking: De stukken karton nodig zijn voor de volwassen vlinders te houden terwijl de uitbreiding van hun vleugels tijdens eclosion (Figuur 1A). </li><li> Zet mannelijke silkmoth (Bombyx mor i) poppen in de doos en bewaar ze in een incubator totdat eclosion onder een 16-hr: 8-uur licht: donker cyclus bij 25 ° C. OPMERKING: De mannelijke en vrouwelijke poppen worden onderscheiden door het geslacht markeringen op de buik (Figuur 1B). </li><li> Verzamel volwassen mannelijke motten na eclosion en zet ze in een nieuwe doos. </li><li> Houd de volwassen motten in een incubator onder een 16-hr: 8-uur licht: donker cyclus en de temperatuur tot 15 ° C te verlagen om hun activiteit te verminderen voor het experiment. </li></ol> 2. Tethering een Silkmoth <ol><li> Fabricage van een bevestiging voor tethering (Figuur 2A) Opmerking: De bevestiging bestaat uit een koperdraad met een strook van een dunne plastic folie op de punt. Dit garandeert de dorsale-ventrale beweging van de thorax tijdens het lopen (figuur 2B). <ol><li> Bereid een strook van een dunne plastic folie, 2 × 40 mm (dikte: 0,1 mm), en vouw het in het midden. </li><li> Bevestig de gevouwen strip aan het uiteinde van een koperdraad met een hechtmiddel. </li><li> Buig de punt van de gevouwen strip waar de thorax van een silkmoth bevestigd. </li></ol></li><li> Gebruik volwassen motten (2-8 dagen oud) in het licht periode voor het experiment. Opmerking: De gevoeligheid voor het feromoon sterk afhankelijk van de circadiane klok 18. Omdat B. mori is een dagelijkse mot, moet het experiment worden uitgevoerd tijdens het licht periode. </li><li> Verwijder voorzichtig alle schalen op de dorsal thorax (mesonotum) met een stukje natte weefsel (of wattenstaafje) en bloot de cuticula van de mesonotum (figuur 2C). </li><li> Plak een hechtmiddel op de strook plastic op de bevestiging en het oppervlak van de blootgestelde mesonotum met een kleine platte schroevendraaier en wacht 5-10 minuten totdat de lijm is niet meer kleverig. Opmerking: De lijm moet de vleugel scharnier of de voorvleugel tegulae (figuur 2C) niet aan. </li><li> Binden de mesonotum naar de bijlage. </li><li> Houd de mot vastgebonden voordat u deze in de cockpit van de robot. Houd het beslag op een stand en zet een stuk papier onder de poten aan de mot rusten. </li></ol> 3. Insect-gecontroleerde Robot <ol><li> Het ontwerp van de hardware van de insect-gestuurde robot gebaseerd op voorafgaand werk 16,17,19. Opmerking: Het insect-gestuurde robot bestaat uit een met lucht ondersteund loopband met een optische muis sensor Capture het insect motoriek, custom-built-AVR-gebaseerde microcontroller boards voor de verwerking en motorische controle, en twee DC borstelloze motoren (figuur 3 en 4). De robot kan draaien op basis van de kogelrotatie met 96% nauwkeurigheid of hoger, binnen een tijdsvertraging van 200 msec. Het zorgt er ook voor de mobiliteit van de maximale rijsnelheid (24,8 mm / sec) en hoeksnelheid (96,3 ° / sec) van de silkmoth tijdens feromoon volggedrag 16. De luchtstroom van de loopband (figuur 5A) en geur afgiftesysteem (figuur 5B) zijn ontworpen voor de onboard mot soepel lopen op de bal en deze eigenschappen te verkrijgen door twee antennes. De luchtinlaat en stromingskanaal van de loopband is gescheiden van die van de geur afgiftesysteem om verontreiniging van het feromoon te voorkomen. </li><li> Ontwerp de software voor de onboard microcontrollers gebaseerd op voorafgaand werk 16. Opmerking: De on-board microcontroller berekent tHij robotbewegingen van het insect locomotie gemeten met een optische sensor (rotatie, Δ x, translationeel Δ y Figuur 6). De vluchttijd (Δ L) en draai hoek (Δθ) per tijdseenheid van de robot worden berekend op basis van reisafstand van elk wiel (links Δ L L, rechts, Δ L R) zoals Δ L = (Δ L L L + Δ R) / 2 en Δθ = (Δ L L - L Δ R) / D wiel, waarbij D wiel is de afstand tussen de twee wielen (120 mm). Δ L L en Δ L R worden verder beschreven als Δ L L = Δ L x L + Δ Ly, L en Δ L R = Δ L x, R + Δ L y, R, waarbij Δ L x L &lt;/ sub&gt; en Δ x L, R zijn de afstanden van de wielen aan de linker en rechterkant gecontroleerd door Δ x en y Δ L, L en L Δ y, R zijn die niet onder Δ y. Idealiter Δ L x, L en Δ L x, R worden beschreven als Δ L x, L = -Δ L x, R = G Δ x (D wiel / D bal), en Δ L y, L en Δ L y , R worden beschreven als Δ y L, L = Δ y L, R = G Δ y, waarin G de motor versterking en D bal is de diameter van de kogel (50 mm). In de praktijk wordt de motor gain autonoom aan elke zijde (links of rechterwiel) en elke richting (voorwaartse of achterwaartse rotatie) om de robot beweging kalibreren ingesteld. De onafhankelijke winsten verder zorgen voor desetting van asymmetrische motor draaien om een ​​draaiende voorspanning van de robot te genereren (zie stap 6.1). </li><li> Spoel het oppervlak van een witte polystyreen kogel (gewicht: ongeveer 2 g; diameter: 50 mm) met water om eventuele geur of visuele signalen te verwijderen. Opmerking: Het oppervlak van een nieuwe bal worden ruw met fijn schuurpapier korrel, zoals P400, die de hechting van de benen op de bal waarborgt. </li><li> Zet de ventilator die lucht levert op 9 V aan de loopband en drijft de bal (figuur 5A). Neem de vlotter ongeveer 2 mm van de bodem van de beker. </li><li> Met behulp van een schroef, hechten de koperdraad van de bijlage met de mot (zie stap 2) tot een vaste waarde in de cockpit van de robot (zie figuur 3 inzet). Zorg ervoor dat de positie van het middelste benen in het middelpunt van de kogel (figuur 7A). </li><li> Pas de verticale positie van de gehechtheid aan de mot in staat om normaal te lopen op de balle. Houd de bal op dezelfde hoogte vóór en na het bevestigen van de mot (Figuur 7B). Opmerking: Een te lage stand die zorgt druk op de mot en lokt achteren lopen om de druk (figuur 7C) weerstaan, terwijl een te hoge positie veroorzaakt instabiele lopen en falen van de sensor als gevolg van veranderingen in de verticale positie van de bal (figuur 7D). Om de normale loopgedrag te controleren, is een single-gepofte feromoon stimulus gebruikt om triggeren wandelen in de mot (voor het feromoon stimulus, zie stap 4). Merk op dat de test stimulus minimaal moet zijn, omdat eerdere blootstelling aan bombykol went silkmoths en vermindert hun gevoeligheid (Matsuyama en Kanzaki, ongepubliceerde gegevens). </li></ol> 4. Geur Bron Voorbereiding Opmerking: Man B. mori zijn gevoelig voor de belangrijkste component van de soortgenoten vrouwelijke geslacht feromoon (bombykol: (E, Z) -10,12-hexadecadien-1-ol) <sup&gt; 20. Elke verontreiniging van experimentele apparatuur met bombykol lokt de geur volgen gedrag en invloed op het reactievermogen van de mot. <ol><li> Drop 10 ul van de bombykol oplossing in n-hexaan (200 ng / ul) op een stuk filtreerpapier (ongeveer 10 mm x 10 mm). De hoeveelheid bombykol per stuk filterpapier is 2000 ng. Opmerking: Om de normale loopgedrag van de mot te controleren, bereidt u een feromoon stimulus patroon in deze stap. De patroon is een glazen Pasteur pipet met een stuk filtreerpapier met 2000 ng bombykol. Het duwen van een gloeilamp blaast de lucht met bombykol. </li></ol> 5. Geur Source Localization Experiment <ol><li> Schakel de ventilator van een trekkende-air-type windtunnel (1800 × 900 × 300 mm, L x B x H Figuur 8) en stel de windsnelheid 0,7 m / sec. Dat de temperatuur meer dan 20 ° C. </li><li> Stel de geur bron (de pIECE van filter met bombykol) stroomopwaarts van de windtunnel. Opmerking: De breedte pluim moet vóór het experiment worden bevestigd met TiCl4 17,19. </li><li> Schakel de microcontroller raad van bestuur van de robot en de oprichting van een seriële verbinding met een pc via Bluetooth. </li><li> Lanceer een op maat gemaakte Java-programma met de naam &quot;Biosignal&quot;, die een interface tussen de pc en de robot biedt. Opmerking: Het hoofdvenster knoppen voor het verzenden van opdrachten naar de robot, tekst vensters voor het weergeven van de input en output van de seriële communicatie, en doosjes te configureren. De volgende commando&#39;s worden verzonden door te klikken op corresponderende knoppen in dit programma, met uitzondering van de video-capturing. </li><li> Klik op de &quot;over het apparaat&quot; knop om de verbinding door het sturen van een commando naar de robot via de gespecificeerde COM-poort te bevestigen en te controleren of een bericht wordt geretourneerd door de robot. </li><li> Klik op de &quot;memory erase &quot;knop naar de vorige beweging gegevens achtergelaten op de onboard flash-geheugen te wissen. </li><li> Klik op de &quot;drivemode1&quot; knop om de standaard motor winsten om de robot te sturen. Opmerking: De manipulaties van de motor winsten en de vertraging tussen insect motoriek en robot beweging worden toegepast na deze stap (zie stap 6.1 en 6.3, Figuur 9). </li><li> Klik op de knop &quot;niet rijden&quot; naar een commando naar de robot immobiliseren totdat het experiment begint. </li><li> Zet de robot op een startpositie (600 mm achter de geur source) en zet de schakelaar van de motor driver board. </li><li> Druk op de opnameknop van de camcorder om video-opname te starten. </li><li> Klik op de &quot;REC start&quot; knop om een ​​start commando te sturen om de robot te starten met een gelijktijdige registratie van de bal rotatie op de onboard flash-geheugen. Merk op dat de robot begint te bewegen en volgt de geur pluim. </li><li> Klik op de&quot;Rec stop&quot; en &quot;niet rijden&quot; knoppen om commando&#39;s te sturen naar zowel de robot beweging en de opname te stoppen als de robot lokaliseert de geur bron. </li><li> Druk op de opnameknop van de camcorder om video-opname te stoppen. </li><li> Download opgenomen motoriek gegevens van de onboard flash-geheugen op de computer via een seriële verbinding. Sluit het programma. </li></ol> 6. Manipulatie van het insect-gecontroleerde Robot Opmerking: De timing van elke manipulatie is in figuur 9. <ol><li> Manipulatie van motor winsten Opmerking: Deze manipulatie wijzigt de translatie- en rotatiesnelheid van de robot. Asymmetrische motorische vooruitgang genereren draaien voorspanning, die kan worden gebruikt om te onderzoeken hoe insecten compenseren vertekening 17. <ol><li> Definieer de rotatie voordelen voor voorwaartse en achterwaartse rotatie van de motor aan weerszijden 17 (figuur 6B) Door de waarde the configuratie bestand met de naam &quot;param2.txt&quot; met een teksteditor. </li><li> Klik op de &quot;set param2&quot; om de bewerkte configuratiebestand in het programma te lezen. Klik vervolgens op de &quot;drivemode2&quot; naar de gemanipuleerde winsten om de robot te sturen. </li></ol></li><li> Inversie van het motorvermogen Opmerking: Deze manipulatie verschaft een toestand vergelijkbaar met de inversie van bilaterale olfactorische ingang (zie stap 6,4) en kan worden gebruikt om de betekenis van bilaterale reukzin onderzoeken. Echter, de omkering van motorvermogen keert ook zelf veroorzaakte visuele beweging van een onboard mot. Het effect van de omgekeerde zelf veroorzaakte visuele input kan worden beoordeeld door een vergelijking met het geïnverteerde olfactorische ingang 19. <ol><li> Keren de bilaterale motorische controle door het oversteken van de controlekabels voor elke motor. </li></ol></li><li> Manipulatie van de tijdvertraging tussen insect motoriek en robot beweging. Let op: Deze manipulatiezorgt voor het onderzoek van de aanvaardbare periode van de tijd besteed aan sensomotorische verwerking voor de robot geur-tracking. De microcontroller slaat de motoriek gegevens op een buffergeheugen en past de verwerking na de opgegeven vertraging. Merk op dat de robot heeft een maximale interne tijdsvertraging van 200 msec; daarom wordt de actuele tijdsvertraging wordt naar de opgegeven tijdvertraging plus 200 msec 16,17 zijn. <ol><li> Voer een nummer (0-10) in een kleine doos van het hoofdvenster om een ​​vertraging van 0-1,000 msec bij 100 msec stappen opgeven. </li><li> Klik op de &quot;set vertraging&quot; knop om de vertraging toe te passen. </li></ol></li><li> Manipulatie van de olfactorische ingang. Opmerking: Deze manipulatie kan worden gebruikt om de betekenis van bilaterale olfactorische ingang onderzoeken. De stijging richting van silkmoths bevooroordeeld op de hogere concentratie side 22. <ol><li> Wijzig de ruimte tussen de zuigbuis tips of invertsuiker hun posities aan de wijzigingverschil in geurconcentratie overgenomen door elke antenne. </li></ol></li><li> Manipulatie van visuele input Opmerking: Deze manipulatie is de rol van visuele input geur- tracking onderzoeken. <ol><li> Bedek de luifel met een white paper dat afsluit 105 ° en 90 ° van de horizontale en verticale gezichtsveld van de onboard mot, respectievelijk. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Murlis, J., Jones, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fine-scale+structure+of+odor+plumes+in+relation+to+insect+orientation+to+distant+pheromone+and+other+attractant+sources%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Entomol%22%5BJournal%5D)">Fine-scale structure of odor plumes in relation to insect orientation to distant pheromone and other attractant sources.</a> Physiol Entomol. 6, 71-86 (1981).</li>
<li>Vergassola, M., Villermaux, E., Shraiman, B. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%27Infotaxis%27+as+a+strategy+for+searching+without+gradients%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">'Infotaxis' as a strategy for searching without gradients.</a> Nature. 445, 406-409 (2007).</li>
<li>Kowadlo, G., Russell, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Robot+Odor+Localization%3A+A+Taxonomy+and+Survey%5BTitle%5D)+AND+%22The+International+Journal+of+Robotics+Research%22%5BJournal%5D)">Robot Odor Localization: A Taxonomy and Survey.</a> The International Journal of Robotics Research. 27, 869-894 (2008).</li>
<li>Hernandez Bennetts, V., Lilienthal, A. J., Neumann, P. P., Trincavelli, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mobile+robots+for+localizing+gas+emission+sources+on+landfill+sites%3A+is+bio-inspiration+the+way+to+go%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+neuroengineering%22%5BJournal%5D)">Mobile robots for localizing gas emission sources on landfill sites: is bio-inspiration the way to go.</a> Frontiers in neuroengineering. 4, 20(2011).</li>
<li>Vickers, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+of+animal+navigation+in+odor+plumes%5BTitle%5D)+AND+%22Biol+Bull%22%5BJournal%5D)">Mechanisms of animal navigation in odor plumes.</a> Biol Bull. 198, 203-212 (2000).</li>
<li>Willis, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+plume+tracking+behavior+in+animals+and+mobile+robots%5BTitle%5D)+AND+%22Navigation%22%5BJournal%5D)">Chemical plume tracking behavior in animals and mobile robots.</a> Navigation. 55, 127-135 (2008).</li>
<li>Carde, R. T., Willis, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Navigational+strategies+used+by+insects+to+find+distant%2C+wind-borne+sources+of+odor%5BTitle%5D)+AND+%22J+Chem+Ecol%22%5BJournal%5D)">Navigational strategies used by insects to find distant, wind-borne sources of odor.</a> J Chem Ecol. 34, 854-866 (2008).</li>
<li>Frye, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multisensory+systems+integration+for+high-performance+motor+control+in+flies%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Opin+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Multisensory systems integration for high-performance motor control in flies.</a> Curr Opin Neurobiol. 20, 347-352 (2010).</li>
<li>Russell, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Survey+of+robotic+applications+for+odor-sensing+technology%5BTitle%5D)+AND+%22The+International+Journal+of+Robotics+Research%22%5BJournal%5D)">Survey of robotic applications for odor-sensing technology.</a> The International Journal of Robotics Research. 20, 144-162 (2001).</li>
<li>Russell, R. A., Bab-Hadiashar, A., Shepherd, R. L., Wallace, G. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparison+of+reactive+robot+chemotaxis+algorithms%5BTitle%5D)+AND+%22Robot+Auton+Syst%22%5BJournal%5D)">A comparison of reactive robot chemotaxis algorithms.</a> Robot Auton Syst. 45, 83-97 (2003).</li>
<li>Ishida, H., Nakamoto, T., Moriizumi, T., Kikas, T., Janata, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plume-tracking+robots%3A+a+new+application+of+chemical+sensors%5BTitle%5D)+AND+%22Biol+Bull%22%5BJournal%5D)">Plume-tracking robots: a new application of chemical sensors.</a> Biol Bull. 200, 222-226 (2001).</li>
<li>Webb, B., Harrison, R. R., Willis, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sensorimotor+control+of+navigation+in+arthropod+and+artificial+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Arthropod+Struct+Dev%22%5BJournal%5D)">Sensorimotor control of navigation in arthropod and artificial systems.</a> Arthropod Struct Dev. 33, 301-329 (2004).</li>
<li>Kanzaki, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+does+a+microbrain+generate+adaptive+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Int+Congr+Ser%22%5BJournal%5D)">How does a microbrain generate adaptive behavior.</a> Int Congr Ser. 1301, 7-14 (2007).</li>
<li>Kanzaki, R., Ando, N., Sakurai, T., Kazawa, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Understanding+and+reconstruction+of+the+mobiligence+of+insects+employing+multiscale+biological+approaches+and+robotics%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Robotics%22%5BJournal%5D)">Understanding and reconstruction of the mobiligence of insects employing multiscale biological approaches and robotics.</a> Adv Robotics. 22, 1605-1628 (2008).</li>
<li>Ravel, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multiphasic+on%2Foff+pheromone+signalling+in+moths+as+neural+correlates+of+a+search+strategy%5BTitle%5D)+AND+%22Plos+One%22%5BJournal%5D)">Multiphasic on/off pheromone signalling in moths as neural correlates of a search strategy.</a> Plos One. 8, 61220(2013).</li>
<li>Emoto, S., Ando, N., Takahashi, H., Kanzaki, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Insect-controlled+robot-evaluation+of+adaptation+ability%5BTitle%5D)+AND+%22J+Robot+Mechatronics%22%5BJournal%5D)">Insect-controlled robot-evaluation of adaptation ability.</a> J Robot Mechatronics. 19, 436-443 (2007).</li>
<li>Ando, N., Emoto, S., Kanzaki, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Odour-tracking+capability+of+a+silkmoth+driving+a+mobile+robot+with+turning+bias+and+time+delay%5BTitle%5D)+AND+%22Bioinspir+Biomim%22%5BJournal%5D)">Odour-tracking capability of a silkmoth driving a mobile robot with turning bias and time delay.</a> Bioinspir Biomim. 8, 016008(2013).</li>
<li>Gatellier, L., Nagao, T., Kanzaki, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Serotonin+modifies+the+sensitivity+of+the+male+silkmoth+to+pheromone%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Biol%22%5BJournal%5D)">Serotonin modifies the sensitivity of the male silkmoth to pheromone.</a> J Exp Biol. 207, 2487-2496 (2004).</li>
<li>Ando, N., Kanzaki, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simple+behaviour+provides+accuracy+and+flexibility+in+odour+plume+tracking+-+the+robotic+control+of+sensory-motor+coupling+in+silkmoths%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Biol%22%5BJournal%5D)">A simple behaviour provides accuracy and flexibility in odour plume tracking - the robotic control of sensory-motor coupling in silkmoths.</a> J. Exp. Biol. 218, 3845-3854 (2015).</li>
<li>Kaissling, K. E. Insect olfaction. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKaissling%2C+KE+%22Handbook+of+Sensory+Physiology+Vol.+4%22">Handbook of Sensory Physiology Vol. 4</a>. Beidler, L. M. , Springer-Verlag. 351-431 (1971).</li>
<li>Kanzaki, R., Sugi, N., Shibuya, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-generated+zigzag+turning+of+Bombyx+mori+males+during+pheromone-mediated+upwind+walking%5BTitle%5D)+AND+%22Zool+Sci%22%5BJournal%5D)">Self-generated zigzag turning of Bombyx mori males during pheromone-mediated upwind walking.</a> Zool Sci. 9, 515-527 (1992).</li>
<li>Takasaki, T., Namiki, S., Kanzaki, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+bilateral+information+to+determine+the+walking+direction+during+orientation+to+a+pheromone+source+in+the+silkmoth+Bombyx+mori%5BTitle%5D)+AND+%22J+Comp+Physiol.+A%22%5BJournal%5D)">Use of bilateral information to determine the walking direction during orientation to a pheromone source in the silkmoth Bombyx mori.</a> J Comp Physiol. A. 198, 295-307 (2012).</li>
<li>Kanzaki, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coordination+of+wing+motion+and+walking+suggests+common+control+of+zigzag+motor+program+in+a+male+silkworm+moth%5BTitle%5D)+AND+%22J+Comp+Physiol+A%22%5BJournal%5D)">Coordination of wing motion and walking suggests common control of zigzag motor program in a male silkworm moth.</a> J Comp Physiol A. 182, 267-276 (1998).</li>
<li>Pansopha, P., Ando, N., Kanzaki, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+use+of+optic+flow+during+pheromone+tracking+by+the+male+silkmoth%2C+Bombyx+mori%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Biol%22%5BJournal%5D)">Dynamic use of optic flow during pheromone tracking by the male silkmoth, Bombyx mori.</a> J Exp Biol. 217, 1811-1820 (2014).</li>
<li>Loudon, C., Koehl, M. A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sniffing+by+a+silkworm+moth%3A+Wing+fanning+enhances+air+penetration+through+and+pheromone+interception+by+antennae%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Biol%22%5BJournal%5D)">Sniffing by a silkworm moth: Wing fanning enhances air penetration through and pheromone interception by antennae.</a> J. Exp. Biol. 203, 2977-2990 (2000).</li>
<li>Lebedev, M. A., Nicolelis, M. A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain-machine+interfaces%3A+past%2C+present+and+future%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Brain-machine interfaces: past, present and future.</a> Trends Neurosci. 29, 536-546 (2006).</li>
<li>Ejaz, N., Peterson, K. D., Krapp, H. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+experimental+platform+to+study+the+closed-loop+performance+of+brain-machine+interfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+visualized+experiments+%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">An experimental platform to study the closed-loop performance of brain-machine interfaces.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. , (2011).</li>
<li>Minegishi, R., Takashima, A., Kurabayashi, D., Kanzaki, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Construction+of+a+brain-machine+hybrid+system+to+evaluate+adaptability+of+an+insect%5BTitle%5D)+AND+%22Robot+Auton+Syst%22%5BJournal%5D)">Construction of a brain-machine hybrid system to evaluate adaptability of an insect.</a> Robot Auton Syst. 60, 692-699 (2012).</li>
<li>Martinez, D., Arhidi, L., Demondion, E., Masson, J. B., Lucas, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+insect+electroantennogram+sensors+on+autonomous+robots+for+olfactory+searches%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+visualized+experiments+%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">Using insect electroantennogram sensors on autonomous robots for olfactory searches.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. , e51704(2014).</li>
<li>Ortiz, L. I. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22A+mobile+electrophysiology+board+for+autonomous+biorobotics%22">A mobile electrophysiology board for autonomous biorobotics</a>. , The University of Arizona. MS thesis (2006).</li>
<li>Bohil, C. J., Alicea, B., Biocca, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Virtual+reality+in+neuroscience+research+and+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Virtual reality in neuroscience research and therapy.</a> Nat Rev Neurosci. 12, 752-762 (2011).</li>
<li>Dombeck, D. A., Reiser, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real+neuroscience+in+virtual+worlds%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Opin+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Real neuroscience in virtual worlds.</a> Curr Opin Neurobiol. 22, 3-10 (2012).</li>
<li>Roth, E., Sponberg, S., Cowan, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparative+approach+to+closed-loop+computation%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Opin+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">A comparative approach to closed-loop computation.</a> Curr Opin Neurobiol. 25, 54-62 (2014).</li>
<li>Leinweber, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-photon+calcium+imaging+in+mice+navigating+a+virtual+reality+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+visualized+experiments+%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">Two-photon calcium imaging in mice navigating a virtual reality environment.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. , e50885(2014).</li>
<li>Takalo, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+fast+and+flexible+panoramic+virtual+reality+system+for+behavioural+and+electrophysiological+experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">A fast and flexible panoramic virtual reality system for behavioural and electrophysiological experiments.</a> Sci Rep. 2, 324(2012).</li>
<li>Bahl, A., Ammer, G., Schilling, T., Borst, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Object+tracking+in+motion-blind+flies%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Object tracking in motion-blind flies.</a> Nat Neurosci. 16, 730-738 (2013).</li>
<li>Bellmann, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optogenetically+Induced+olfactory+stimulation+in+Drosophila+larvae+reveals+the+neuronal+basis+of+odor-aversion+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Behav+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Optogenetically Induced olfactory stimulation in Drosophila larvae reveals the neuronal basis of odor-aversion behavior.</a> Front Behav Neurosci. 4, 27(2010).</li>
<li>Gaudry, Q., Hong, E. J., Kain, J., de Bivort, B. L., Wilson, R. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Asymmetric+neurotransmitter+release+enables+rapid+odour+lateralization+in+Drosophila%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Asymmetric neurotransmitter release enables rapid odour lateralization in Drosophila.</a> Nature. 493, 424-428 (2013).</li>
<li>Tabuchi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pheromone+responsiveness+threshold+depends+on+temporal+integration+by+antennal+lobe+projection+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Pheromone responsiveness threshold depends on temporal integration by antennal lobe projection neurons.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 110, 15455-15460 (2013).</li>
<li>Schulze, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamical+feature+extraction+at+the+sensory+periphery+guides+chemotaxis%5BTitle%5D)+AND+%22Elife%22%5BJournal%5D)">Dynamical feature extraction at the sensory periphery guides chemotaxis.</a> Elife. 4, 06694(2015).</li>
<li>Duistermars, B. J., Chow, D. M., Frye, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flies+require+bilateral+sensory+input+to+track+odor+gradients+in+flight%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Biol%22%5BJournal%5D)">Flies require bilateral sensory input to track odor gradients in flight.</a> Curr Biol. 19, 1301-1307 (2009).</li>
<li>Gomez-Marin, A., Duistermars, B. J., Frye, M. A., Louis, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+of+odor-tracking%3A+multiple+sensors+for+enhanced+perception+and+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Cell+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Mechanisms of odor-tracking: multiple sensors for enhanced perception and behavior.</a> Front Cell Neurosci. 4, 6(2010).</li>
<li>Sakurai, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+single+sex+pheromone+receptor+determines+chemical+response+specificity+of+sexual+behavior+in+the+silkmoth+Bombyx+mori%5BTitle%5D)+AND+%22Plos+Genet%22%5BJournal%5D)">A single sex pheromone receptor determines chemical response specificity of sexual behavior in the silkmoth Bombyx mori.</a> Plos Genet. 7, (2011).</li>
<li>Tripathy, S. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Odors+pulsed+at+wing+beat+frequencies+are+tracked+by+primary+olfactory+networks+and+enhance+odor+detection%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Cell+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Odors pulsed at wing beat frequencies are tracked by primary olfactory networks and enhance odor detection.</a> Front Cell Neurosci. 4, 1(2010).</li>
<li>Daly, K. C., Kalwar, F., Hatfield, M., Staudacher, E., Bradley, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Odor+detection+in+Manduca+sexta+is+optimized+when+odor+stimuli+are+pulsed+at+a+frequency+matching+the+wing+beat+during+flight%5BTitle%5D)+AND+%22Plos+One%22%5BJournal%5D)">Odor detection in Manduca sexta is optimized when odor stimuli are pulsed at a frequency matching the wing beat during flight.</a> Plos One. 8, 81863(2013).</li>
<li>Szyszka, P., Gerkin, R. C., Galizia, C. G., Smith, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-speed+odor+transduction+and+pulse+tracking+by+insect+olfactory+receptor+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+USA%22%5BJournal%5D)">High-speed odor transduction and pulse tracking by insect olfactory receptor neurons.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 111, 16925-16930 (2014).</li>
<li>Harvey, D., Lu, T. F., Keller, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Odor+sensor+requirements+for+an+insect+inspired+plume+tracking+mobile+robot%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of%27The+2006+IEEE+International+Conference+on+Robotics+and+Biomimetics%22%5BJournal%5D)">Odor sensor requirements for an insect inspired plume tracking mobile robot.</a> Proceedings of'The 2006 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics. , 130-135 (2006).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

De belangrijkste punten voor de succesvolle controle van de robot door een silkmoth zijn verhuur van de mot lopen soepel over the-air ondersteunde bal en stabiel meten van de bal rotatie. Daarom tethering de silkmoth en monteren deze op de bal op de juiste plaats zijn de kritische stappen in dit protocol. Ongeschikt hechting van de mot de aan- resp ongepaste positionering van de mot op de bal zal onnatuurlijke druk op, die de normale loopgedrag verstoort en / of veroorzaakt een falen van de optische sensor naar de kogel...

Autonome robots die in staat zijn om een geurbron te vinden, kunnen belangrijk zijn voor de veiligheid en veiligheid van de samenleving. Ze kunnen worden gebruikt voor het opsporen van rampenslachtoffers, drugs of explosieve materialen op een luchthaven en van gevaarlijke stoffen of lekken in het milieu. Momenteel zijn we volledig afhankelijk van goed getrainde dieren (bijv. honden) voor deze taken, en het lokaliseren van geurbronnen door robots is sterk verwacht om de werklast van deze dieren te verlichten. Het vinden van een geurbron is een uitdagende taak voor robots omdat geuren onregelmatig in een atmosfeer1 worden verdeeld; daarom is continu bemonsteren van de geurconcentratiegradiënt niet altijd mogelijk. Dus is een zoekstrategie met gebruik van onregelmatige geursignalen noodzakelijk voor het bereiken van lokalisatie van geurbronnen door robots2-4.
De lokalisatie van geurbronnen is essentieel voor het overleven van organismen en omvat taken zoals het vinden van voedsel, paringspartners en eierlegplaatsen. Om de moeilijkheid van het volgen van verspreide geuren te overwinnen, hebben organismen verschillende gedragsstrategieën ontwikkeld die bestaan uit twee fundamentele gedragingen: stroomopwaarts bewegen tijdens geurperceptie en dwars op de stroom bewegen tijdens het stoppen van geurperceptie5,6. Deze reactieve strategieën zijn goed gedocumenteerd bij insecten en verder gecombineerd met andere modaliteiten, zoals windrichting en zicht5-8. De gedragsmodellen van insecten zijn ook nuttige voorbeelden geweest voor robotica3,9-11, waarbij gedragsalgoritmen of neurale circuitmodellen in mobiele robots worden geïmplementeerd voor de evaluatie van geurbronlocalisatiecapaciteiten10,12-15. Vanuit biomimetisch perspectief is deze "bottom-up" aanpak zeker een fundamentele manier om biomimetische robots te ontwikkelen. Echter, de bottom-up aanpak is geen snelkoppeling om een nuttige zoekstrategie te verkrijgen, omdat biologische analyses nog steeds bezig zijn en het modelleren van de sensorische-motorische systemen achter insectengedrag nog niet is voltooid. Daarom is het nog steeds onbekend hoe zo'n biologisch systeem daadwerkelijk werkt als een controller van een robotplatform.
In dit artikel demonstreren we het protocol van een eenvoudige "top-down" aanpak om een geurvolgende mobiele robot te ontwikkelen die wordt bestuurd door een biologisch systeem16,17. De robot wordt bestuurd door een echt insect en kan worden beschouwd als een prototype van toekomstige insecten-imiterende robots. In de cockpit van de robot liep een vastgebonden volwassen mannelijke zijdevlinder (Bombyx mori) op een door lucht ondersteunde bal als reactie op het vrouwelijk feromoon, dat via luchtzuigbuizen naar elke antenne werd geleid. De rotaties van de bal veroorzaakt door het lopen van de vlinder aan boord werden gemeten door een optische sensor en werden vertaald naar de beweging van de tweewielige robot. Het voordeel van deze "hybride" aanpak is dat experimenteerders kunnen onderzoeken hoe het sensorische-motorische systeem van het insect werkt op het robotplatform waarbij een pilootinsect zich in een gesloten lus tussen de robot en een echte geuromgeving bevindt. De manipulatie van de robothardware verandert de gesloten lus; daarom is de door insecten bestuurde robot een nuttig platform voor zowel ingenieurs als biologen. Voor de techniek vertegenwoordigt de robot de eerste stappen van het toepassen van een biologisch model om aan de vereisten voor robottaken te voldoen. Voor de biologie is de robot een experimenteel platform voor het bestuderen van sensorische-motorische controle onder een gesloten lus.

<table><tbody><tr><td>Volwassen mannelijke zijdevlinder (Bombyx mori)</td><td></td><td></td><td>Kweek uit eieren, of koop als poppen.</td></tr><tr><td>Incubator</td><td>Panasonic</td><td>MIR-254</td><td>Bewaar poppen of volwassen zijdevlinders op een constante temperatuur, 238 L.</td></tr><tr><td>Kunststof doos</td><td>Sunplatec</td><td>O-3</td><td>Bewaar poppen of volwassen zijdevlinders, 299 × 224 × 62 mm L × B × H.</td></tr><tr><td>Koperdraad</td><td></td><td></td><td>2-mm diameter voor de bevestiging. Elke stijve staaf kan worden gebruikt als alternatief voor het maken van de bevestiging om een zijdevlinder vast te binden. </td></tr><tr><td>Kunststof plaat</td><td>Kokuyo</td><td>VF-1420N</td><td>Verkocht als overhead projectorfilm met een dikte van 0,1 mm. Gebruik op het uiteinde van de bevestiging.</td></tr><tr><td>Pincet</td><td>As one</td><td>5SA</td><td>Verwijder schubben op de borstkas.</td></tr><tr><td>Lijm</td><td>Konishi</td><td>G17</td><td>Maak een zijdevlinder vast aan de bevestiging.</td></tr><tr><td>Door insect bestuurde robot</td><td>Op maat</td><td></td><td>Met een op lucht drijvende loopband, een optische sensor, op maat gemaakte AVR-gebaseerde microcontrollerborden en twee DC borstelloze motoren. Het wordt aangedreven door 8 × AA en 3 × 006P batterijen.</td></tr><tr><td>Microcontroller</td><td>Atmel</td><td>ATMEGA8</td><td>Een onderdeel van de door insect bestuurde robot.</td></tr><tr><td>DC ventilator</td><td>Nidec</td><td>A34342-55</td><td>Een onderdeel van de door insect bestuurde robot voor het zweven van een bal in een op lucht drijvende loopband. </td></tr><tr><td>DC-ventilator</td><td>Minebea</td><td>1606KL-04W-B50</td><td>Een onderdeel van de door insect bestuurde robot voor het afzuigen van lucht met een geur.</td></tr><tr><td>Optische muissensor</td><td>Agilent Technologies</td><td>HDNS-2000</td><td>Een onderdeel van de door insect bestuurde robot, verkregen van een optische muis (M-GUWSRSV, Elecom, Japan).</td></tr><tr><td>Borstelloze motor</td><td>Maxon</td><td>EC-45</td><td>Een onderdeel van de door insect bestuurde robot voor het aandrijven van een wiel.</td></tr><tr><td>Witte polystyreenbal</td><td></td><td></td><td>Een onderdeel van de door insect bestuurde robot. Diameter 50 mm, massa ongeveer 2 g.</td></tr><tr><td>Bombykol: (E,Z)-10,12-hexadecadieen-1-ol</td><td>Shin-Etsu chemical</td><td></td><td>Op maat gemaakte synthese.</td></tr><tr><td>n-hexaan</td><td>Wako</td><td>085-00416</td><td>Oplosmiddel voor bombykol.</td></tr><tr><td>Windtunnel</td><td>Op maat</td><td></td><td>Trek-lucht type, grootte 1.800 × 900 × 300 mm L × B × H.</td></tr><tr><td>BioSignal-programma</td><td>Op maat</td><td></td><td>Een programma om seriële communicatie tot stand te brengen tussen de door insect bestuurde robot en een pc via Bluetooth. Gebruikt voor het verzenden van commando's om de robot te starten/stoppen of om de motoreigenschappen te configureren. </td></tr><tr><td>Camcorder</td><td>Sony</td><td>HDR-XR520V</td><td>Leg bewegingen van de robot vast.</td></tr></tbody></table>

insect-gecontroleerde robot: een mobiele robot platform om de geur-tracking-vermogen van een insect evalueer

Insect-controlled Robot: A Mobile Robot Platform to Evaluate the Odor-tracking Capability of an Insect

De lokalisatie van robotische geurbronnen is een uitdagende sector waarvoor verwacht werd dat biologische kennis zou bijdragen, aangezien het vinden van geurbronnen een essentiële taak is voor het overleven van organismen. Insecten zijn goed bestudeerd met betrekking tot geurtracking en hun gedragsstrategieën zijn toegepast op mobiele robots voor evaluatie. Deze 'bottom-up'-aanpak is een fundamentele manier om biomimetische robots te ontwikkelen; echter, de biologische analyses en de modellering van gedragsmechanismen zijn nog steeds aan de gang. Daarom is het nog steeds onbekend hoe zo'n biologisch systeem daadwerkelijk werkt als de controller van een robotplatform. Om deze vraag te beantwoorden, hebben we een door insecten bestuurde robot ontwikkeld waarbij een volwassen mannetjeszijdenmade (Bombyx mori) een robotauto bestuurt als reactie op geurstimulus; dit kan worden beschouwd als een prototype van een toekomstige insect-mimetiek robot. In de cockpit van de robot liep een vastgebonden zijdenmade op een door lucht ondersteunde bal en een optische sensor meet de rotaties van de bal. Deze rotaties werden omgezet in de beweging van de robot met twee wielen. Het voordeel van deze 'hybride' aanpak is dat experimenteerders elke parameter van de robot kunnen manipuleren, wat de evaluatie van de geurvolgcapaciteit van insecten mogelijk maakt en nuttige suggesties biedt voor robotische geurtracking. Verder zijn deze manipulaties niet-invasieve manieren om de sensorisch-motorische relatie van een pilootinsect te veranderen en zullen ze een nuttige techniek zijn voor het begrijpen van adaptieve gedragingen.

Wij presenteren hier de basiskenmerken van het insect bestuurbare robot die nodig zijn voor de succesvolle lokalisatie van een geur bron. De vergelijking tussen de robot en silkmoths, de effectiviteit van de geur afgiftesysteem, en de betekenis van nauwkeurige bilaterale olfactorische en visuele input onderzocht. De vergelijking van geur-tracking-gedrag tussen vrij-walking motten en insecten gestuurde robot is getoond in <stro...

De mogelijkheid een geurbron lokaliseren is noodzakelijk voor insecten overleven en zal gelden voor geurstof-volgen is. Het insect bestuurbare robot wordt aangedreven door een feitelijke silkmoth en stelt ons in staat om de geur volgen vermogen van insecten te evalueren door middel van een robot platform.

Insect-gecontroleerde Robot: Een mobiele robot platform om de geur-tracking-vermogen van een insect Evalueer

Robotic odor source localization has been a challenging area and one to which biological knowledge has been expected to contribute, as finding odor ...

Het algemene doel van dit experiment is om de geurvolgcapaciteit van een insect te evalueren dat wordt gebruikt als controller van een mobiele robot. Deze methode kan belangrijke uitdagingen in het biomedische veld aanpakken, zoals de manier waarop insecten kunnen worden ingezet bij de navigatie van biomimetische mobiele robots. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat we een insect direct als controller van een mobiele robot kunnen gebruiken en het vermogen ervan om een geurbron te vinden kunnen evalueren.De implicaties van deze techniek reiken tot het begrijpen van de biologische mechanismen achter andere gedragingen, aangezien onderzoekers de sensorisch-motorische relatie van een insect aan boord kunnen wijzigen door middel van robotische manipulatie. Om het experiment te starten, selecteer eerst een volwassen zijderupsmot met een leeftijd tussen de twee en acht dagen. Verwijder voorzichtig alle schubben op het mesonotum met een stukje nat weefsel of een wattenstaafje om de cuticula bloot te leggen.Breng een kleefstof aan op de plastic strip aan het uiteinde van de bevestiging. Breng vervolgens wat kleefstof aan op het oppervlak van het blootgestelde mesonotum, waarbi

insect-controlled-robot-mobile-robot-platform-to-evaluate-odor

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowetenschap

In deze video artikel beschrijven we een nieuwe methode waardoor de bouw van odorant hellingen met een stabiele en controleerbaar geometrieën. We in het kort laten zien hoe deze gradiënten gebruikt kunnen worden om te screenen op olfactorische defecten (volledige en gedeeltelijke anosmie) en meer subtiele kenmerken van chemotaxis gedrag te bestuderen.

Hoge-resolutie Meting van Geur-Driven gedrag in Drosophila Larven

Hier beschrijven we hoe u de verworven videobeeld te optimaliseren voor een geur magnetische-tether (OMT) toestellen. We beschrijven ook twee monsters experimentele protocollen voor het bestuderen van visueel-olfactorische fusie.

Visueel Mediated Geur Tracking tijdens de vlucht in Drosophila

Een verticale, T-doolhof olfactometer beschreven voor het testen van de gedragsreactie van geleedpotigen. De olfactometer kan de experimentator om keuzes te maken die door proefpersonen te meten wanneer het wordt blootgesteld aan twee potentiële geur velden. Zowel aantrekking tot en afstoting van geurstoffen kan worden gemeten met dit apparaat.

Verticale T-doolhof Keuze Test voor geleedpotigen Reactie op odoranten

We beschrijven een protocol voor het gebruik van insectantennes in de vorm van elektroantennogrammen (EAG's) op autonome robots. Ons experimentele ontwerp maakt stabiele opnames binnen een dag mogelijk en lost individuele geurvlakken op tot 10 Hz op. De efficiëntie van EAG-sensoren voor olfactorische zoekopdrachten wordt gedemonstreerd bij het besturen van een robot naar een geurbron.

Met behulp van Insect Electroantennogram Sensoren op autonome robots voor olfactorische zoekopdrachten

We stelden een systeem dat goedkope, niet-invasieve pseudo-akoestische optische sensoren gebruikt om automatisch en nauwkeurig te detecteren, te tellen en classificeren vliegende insecten op basis van hun vliegende geluid.

Vliegende Insect Detectie en classificatie met goedkope sensoren

Dit protocol beschrijft het proces van het construeren van een insect-machine hybride systeem en het uitvoeren van draadloze elektrische stimulatie van de vliegspieren die nodig zijn om de draaibeweging van een vliegende insect te besturen.

Insect-machine Hybrid System: Remote Radio Control van een vrij Flying Beetle (<em&gt; Mercynorrhina torquata</em&gt;)

Dit protocol worden de stappen beschreven voor het gebruik van de nieuwe software, SwarmSight, voor het bijhouden van de frame-voor-frame van insecten antenne en proboscis posities van conventionele web camera video's met behulp van conventionele computers. De gratis, open-source software verwerkt frames ongeveer 120 keer sneller dan mensen en presteert op beter dan menselijke nauwkeurigheid.

SwarmSight: Real-time Tracking van insecten antenne bewegingen en Proboscis extensie Reflex met een gemeenschappelijke voorbereiding en conventionele Hardware

We beschrijven hier, de bouw en het gebruik van een windtunnel voor geur gedrags testen met insecten gemedieerde. De windtunnel ontwerp vergemakkelijkt de vrijlating van geur bronnen door verschillende methoden, met en zonder visuele stimuli. Windtunnel experimenten zijn belangrijke methoden te identificeren gedragsgestoorde actieve vluchtige stoffen.

Een windtunnel voor geur gemedieerde Insect gedrags Assays

Deze studie introduceert experimentele protocollen voor een bio-hybride geurdetectiedrone op basis van silkmoth-antennes. De werking van een experimenteel elektroantennogramapparaat met zijdemoth-antennes wordt gepresenteerd, naast de structuur van een bio-hybride drone die is ontworpen voor lokalisatie van geurbronnen met behulp van het spiraal-surge-algoritme.

Op elektroantennografie gebaseerde bio-hybride geurdetectiedrone met behulp van Silkmoth-antennes voor lokalisatie van geurbronnen

We maken gebruik van een closed-loop fly-machine-interface aan algemene principes te onderzoeken in neuronale controle.

Een experimenteel platform op de Closed-loop prestaties van Brain-machine-interfaces Study

Ontdek hoe een zijderups een mobiele robot bestuurt om geurbronnen te volgen. Deze methode onderzoekt sensorimotorische relaties en biomimetische navigatie voor toepassingen in robotica en neurowetenschap.

Insect-gecontroleerde Robot: Een mobiele robot platform om de geur-tracking-vermogen van een insect Evalueer

Meer video's verkennen