Het bouwen van een verbeterde vluchtmolen voor de studie van vastgebonden insectenvlucht

Dit protocol kan worden gebruikt om een betaalbare en verbeterde vluchtmolen te bouwen met behulp van makerspace-technologie, zoals lasersnijders en 3D-printers. Lasersnijders en 3D-printers kunnen ingewikkelde ontwerpen verwerken, zodat u uw vluchtmolen eenvoudig kunt aanpassen en reproduceren om aan uw experimentele vereisten te voldoen. Als u de acrylsteunen in een makerspace wilt construeren, opent u de editor voor vectorafbeeldingen en maakt u bestandslijnen in de RGB-modus met een lijnstreek van 0,0001 punt waarop de RGB-rode lijnen en de RGB-blauwe randen lijnen snijdt.

Ontwerp uit voorzorg de curvesleutel zoals afgebeeld. Volg de richtlijnen van makerspace voor het opstarten, gebruiken en onderhouden van de lasersnijder. Selecteer in de lasersoftware kunststof voor het materiaal en acryl voor het materiaaltype.

Gebruik voor extra precisie de remklauw om de materiaaldikte te meten en de dikte ervan in het materiaaldikteveld in te voeren. Plaats het materiaal in de printerholte en snijd de curvesleutel. Gebruik de curvesleutel om de curvebreedte te bepalen en houd vervolgens rekening met de curve voor alle spleet- en gatmetingen in het acrylondersteuningsontwerp voordat u de acrylsteunen lasersnijden.

Voor het 3D-printen van de plastic steunen klikt u op 3D-ontwerpen en maken om een nieuw ontwerp te maken. Om deze studie exacte 3D-geprinte ontwerpen te repliceren, downloadt u het archief 3D_Prints. zip en verplaats de map naar het bureaublad.

Open de map. Klik in het online 3D-modelleringsprogramma op de webpagina, klik op Importeren en selecteer alle stl-bestanden in de map. Om de ontwerpen zelf te maken of aan te passen, volgt u de zelfstudies van de website.

Breng bewerkingen aan en exporteer de nieuwe ontwerpen als stl-bestanden. Om de spiegel van een ontwerp te verkrijgen, klikt u op het object, klikt u op M en selecteert u de pijl die overeenkomt met de breedte van het object. Voor 3D-printen dubbelklikt u op het pictogram 3D-printen, slicing software en selecteert u het objectbestand dat moet worden afgedrukt.

Selecteer Afdrukken en apparaattype om de 3D-printer te selecteren en dubbelklik op het verplaatsingspictogram om de positie van het object aan te passen. Klik op platform om er zeker van te zijn dat het model op het platform staat. En klik op verplaatsen en centreren om het object in het midden van het bouwgebied te plaatsen.

Wanneer het object gereed is, klikt u op Afdrukken om de afdruk op te slaan als een gx-bestand. Kalibreer vervolgens de extruder van de 3D-printer volgens standaardprotocollen en controleer of er voldoende filament is om te printen. Wanneer alle objecten zijn gewijzigd, worden de gx-bestanden overgebracht naar de 3D-printer en worden alle ondersteuningen en verbeteringen afgedrukt.

Controleer bij elke afdruk of het filament goed aan de plaat kleeft. In totaal moeten acht lineaire geleiderails, 16 lineaire geleiderailblokken, 12 tot 20 schroeven, 15 kruisbeugels, 16 magneethouders, 16 buissteunen, 16 korte lineaire geleiderailsteunen en 16 lange lijngeleidingsrailsteunen 3D-geprint worden voor dit ontwerp. Na het monteren van de acrylwanden, steekt u een 30 millimeter lange plastic buis in de bovenste buissteun en een 15 millimeter lange plastic buis in de onderste buisondersteuning van elke cel.

Steek een 14 millimeter lange plastic buis in de bovenbuis en een 20 millimeter lange plastic buis in de onderbuis, zorg ervoor dat er voldoende wrijving tussen de buizen is om de buizen op hun plaats te houden zonder dat de binnenband op en neer kan glijden als hij wordt getrokken. Als er buizen kromgetrokken zijn, dompelt u de kromgetrokken buissegmenten gedurende één minuut onder in kokend water en maakt u de buizen recht op een handdoek, zodat de materialen op kamertemperatuur komen voordat de rechtgetrokken segmenten in de buizen worden geplaatst. Plaatste twee neodymium magneten met lage wrijving en een binnenband in elke magneetsteun.

Plaats de binnenband stevig in elke magneetsteun, zodat de zwaartekracht die op de magneten en de magnetensteun inwerkt niet sterk genoeg is om de materialen uit de binnenband los te maken. Controleer of elk paar magneten elkaar afstoot. Met de lineaire geleiderailblokken beide naar boven gericht, schuift u de blokken in de lineaire geleiderail en plaatst u de lineaire geleiderails en blokken rechtop in de ramen op de buitenste verticale wanden.

Gebruik twee korte lineaire geleiderailsteunen, twee lange lineaire geleiderailsteunen, vier 10 millimeter lange ijzeren schroeven, twee 20 millimeter lange ijzeren schroeven en twee zeskantmoeren om één lineaire geleiderail op zijn plaats te houden. Om de scharnierarm te construeren, lijmt u 19 gauge niet-magnetische hypodermische stalen buizen op de pipetpuntas en de twee neodymiummagneten met lage wrijving aan het gebogen uiteinde van de scharnierarm om het metaalgeverfde insect vast te binden voor de vlucht. Wikkel een stuk aluminiumfolie op het niet-gebogen uiteinde van de draaiarm om een vlag contragewicht te creëren en om de infraroodstraal te breken die van de infraroodsensorzender naar de ontvanger wordt gestuurd.

Om de infraroodsensor en datalogger in te stellen, plaatst u de infraroodsensorzender in het bovenste lineaire geleidingsrailblok met de zender van de bundel naar beneden gericht en plaatst u de infraroodsensorontvanger in het onderste blok naar boven gericht. Om insecten magnetisch aan de vliegmolenarm te binden voor een vluchtproef, breng magnetische verf aan op het pronotum van het insect en laat de verf minstens 10 minuten drogen. Eenmaal droog, bevestig het insect aan de magneten van de vliegmolenarm.

Nadat u maximaal acht insecten hebt aangesloten, klikt u op Bestand en opnemen in de vluchtanalysesoftware, selecteert u de locatie van het opnamebestand in het eerste pop-upvenster, zorgt u ervoor dat de bestandsnaam het nummer van de opnameset en de kanaalletter bevat en klikt u OK.In het volgende pop-upvenster, voer de verwachte lengte van de vluchtopname in. Wanneer de insecten in positie zijn, klikt u op OK om te beginnen met opnemen. Druk aan het einde van de opname op Control S om het bestand te voltooien.

Om een opmerking over de gebeurtenismarkering te maken, klikt u op het kanaalnummer en klikt u op Markering met opmerking bewerken en invoegen, definieert u de opmerking met het identificatienummer van het nieuwe insect dat de kamer binnenkomt, klikt u vervolgens op OK en laadt u het insect in de kamer. Na het converteren van de WDH-opnamebestanden naar tekstformaat en het splitsen van de tekstbestanden door gebeurtenismarkeringsopmerkingen, opent u de trough_diagnostic. png-bestand gegenereerd in de map Flight_scripts en controleer of alle records bestand zijn tegen wijzigingen in de minimale en maximale spanningswaarde van het gemiddelde standaardisatie-interval.

Als de records in orde zijn, geeft u alle gebruikersinstellingen op en slaat u de flight_analysis op en voert u deze uit. py script. Als het script succesvol is, worden het bijbehorende ID-nummer, de kamer en de berekende vluchtstatistieken van het insect afgedrukt in de Python Shell.

Een samengesteld flight_stats_summary. csv-bestand van de informatie zal ook worden afgedrukt in de Python Shell in de map flight_scripts directory data map. Deze representatieve vluchtgegevens werden experimenteel verkregen tijdens de winter van 2020 met behulp van veld verzamelde J Hemmat Aloma uit Florida als model.

In deze reeks proeven werden de vluchtgegevens met succes vastgelegd voor alle kanalen zonder ruis of verstoring. In deze analyse ging het opgenomen signaal echter verloren in kanaal drie, waardoor de spanning onmiddellijk daalde tot nul volt, mogelijk als gevolg van het oversteken van open draden of het losraken van draden. Zoals waargenomen voor deze proef, waren de trogdiagnostische gegevens gegenereerd door elke omwenteling van de vluchtmolenarm robuust, wat aangeeft dat ze grotendeels afweken van de gemiddelde spanning van de bestanden.

In deze analyse, toen het standaardisatie-interval rond het gemiddelde toenam, vertoonde het aantal geïdentificeerde troggen weinig verandering, wat duidt op minimale spanningsruis en een nauwkeurige standaardisatie. In tegenstelling tot deze vlucht waren de troggen te gevoelig of hadden ze extremistische spanningsruis die niet grotendeels afweek van de gemiddelde spanning van het bestand. Als gevolg hiervan nam het aantal troggen aanzienlijk af naarmate het standaardisatie-interval rond het gemiddelde toenam.

Individueel vluchtgedrag kan verder worden gekarakteriseerd in vier vluchtcategorieën, bursts, bursts tot continu, continu tot bursts en continu. Zo kan de gebruiker deze grafische uitvoer gebruiken om een algemeen vluchtgedragspatroon te beoordelen, ondanks unieke variaties in individuele tracks. Hoe meer insecten kunnen worden getest, hoe meer manieren het veld kan begrijpen hoe insecten bewegen.

Deze methoden moedigen ecologen ook aan om opkomende technologieën te gebruiken, zodat ze hun eigen tools kunnen bouwen.