Budowa ulepszonego młyna zgarniającego do badania lotu owadów na uwięzi

Protokół ten można wykorzystać do zbudowania niedrogiego i ulepszonego młyna lotniczego przy użyciu technologii makerspace, takiej jak wycinarki laserowe i drukarki 3D. Wycinarki laserowe i drukarki 3D radzą sobie ze skomplikowanymi projektami, dzięki czemu możesz łatwo dostosować i odtworzyć swój młyn lotniczy, aby dopasować go do wymagań eksperymentalnych. Aby skonstruować akrylowe podpory w przestrzeni twórczej, otwórz i odpowiedni edytor grafiki wektorowej i utwórz linie plików w trybie RGB z pociągnięciem linii 0,0001 punktu, w którym czerwony RGB przecina linie, a niebieskie krawędzie RGB.

Na wszelki wypadek zaprojektuj klucz krzywej, jak pokazano na ilustracji. Postępuj zgodnie ze wskazówkami makerspace dotyczącymi włączania, używania i konserwacji wycinarki laserowej. W oprogramowaniu laserowym wybierz tworzywo sztuczne jako materiał i akryl jako rodzaj materiału.

Aby uzyskać dodatkową precyzję, użyj suwmiarki, aby zmierzyć grubość materiału i wprowadzić jego grubość w polu grubości materiału. Umieść materiał we wnęce drukarki i wytnij klucz krzywej. Użyj krzywej, aby określić szerokość krzywej, a następnie uwzględnij krzywą dla wszystkich pomiarów szczelin i otworów w projekcie podpory akrylowej zgodnie z potrzebami przed cięciem laserowym podpór akrylowych.

Aby wydrukować 3D plastikowych podpór, kliknij Projekty 3D i Utwórz, aby utworzyć nowy projekt. Aby odtworzyć te badania dokładne projekty drukowane w 3D, pobierz archiwum, 3D_Prints. spakuj i przenieś folder na pulpit.

Otwórz folder. W programie do modelowania 3D online, work plain webpage, kliknij Importuj i wybierz wszystkie pliki stl z folderu. Aby samodzielnie utworzyć lub wprowadzić poprawki do projektów, postępuj zgodnie z samouczkami na stronie.

Wprowadź zmiany i wyeksportuj nowe projekty jako pliki stl. Aby uzyskać lustro wzoru, kliknij na obiekt, kliknij M i wybierz strzałkę odpowiadającą szerokości obiektu. Aby drukować 3D, kliknij dwukrotnie ikonę oprogramowania do drukowania 3D, krojenia i wybierz plik obiektu do wydrukowania.

Wybierz opcję Drukuj i typ urządzenia, aby wybrać drukarkę 3D i kliknij dwukrotnie ikonę ruchu, aby dostosować położenie obiektu. Kliknij platformę, aby upewnić się, że model znajduje się na platformie. Kliknij przycisk Przenieś i wyśrodkuj, aby umieścić obiekt na środku obszaru budowy.

Gdy obiekt będzie gotowy, kliknij przycisk Drukuj, aby zapisać wydruk jako plik gx. Następnie skalibruj ekstruder drukarki 3D zgodnie ze standardowymi protokołami i upewnij się, że jest wystarczająca ilość filamentu do drukowania. Gdy wszystkie obiekty zostaną zmodyfikowane, przenieś pliki gx do drukarki 3D i wydrukuj wszystkie podpory i ulepszenia.

Przy każdym wydruku sprawdź, czy filament prawidłowo przylega do płyty. W sumie osiem prowadnic liniowych, 16 bloków prowadnic liniowych, 12 do 20, 15 wsporników krzyżowych, 16 uchwytów magnesów, 16 wsporników rurowych, 16 krótkich wsporników prowadnic liniowych i 16 długich wsporników szyn prowadzących linii linii powinno być wydrukowanych w 3D dla tego projektu. Po zmontowaniu ścianek akrylowych włóż plastikową rurkę o długości 30 milimetrów do wspornika górnej rury i plastikową rurkę o długości 15 milimetrów do dolnego wspornika rury każdej komórki.

Włóż plastikową rurkę o długości 14 milimetrów do górnej rury i plastikową rurkę o długości 20 milimetrów do dolnej rury, upewniając się, że między rurkami występuje wystarczająco silne tarcie, aby utrzymać rurki na miejscu, nie pozwalając dętce przesuwać się w górę iw dół w przypadku pociągnięcia. Jeśli jakiekolwiek rurki są wypaczone, zanurz wypaczone segmenty rurki we wrzącej wodzie na jedną minutę i wyprostuj rurki na ręczniku, pozwalając materiałom osiągnąć temperaturę pokojową przed włożeniem wyprostowanych segmentów do rurek. Umieszczono dwa magnesy neodymowe o niskim współczynniku tarcia i rurkę wewnętrzną w każdym wsporniku magnesu.

Mocno umieść dętkę w każdym wsporniku magnesu, tak aby grawitacja działająca na magnesy i wspornik magnesów nie była wystarczająco silna, aby usunąć materiały z rurki wewnętrznej. Sprawdź, czy każda para magnesów odpycha się nawzajem. Gdy bloki prowadnic liniowych są skierowane do góry, wsuń bloki w prowadnicę liniową i umieść prowadnice liniowe i bloki pionowo w oknach na zewnętrznych ścianach pionowych.

Użyj dwóch krótkich wsporników prowadnic liniowych, dwóch długich wsporników prowadnic liniowych, czterech żelaznych o długości 10 milimetrów, dwóch żelaznych o długości 20 milimetrów i dwóch nakrętek sześciokątnych, aby zabezpieczyć jedną prowadnicę liniową na miejscu. Aby skonstruować ramię obrotowe, przyklej niemagnetyczną stalową rurkę podskórną o rozmiarze 19 do osi końcówki pipety, a dwa magnesy neodymowe o niskim współczynniku tarcia do wygiętego końca ramienia obrotowego, aby przywiązać metalowego owada do lotu. Owiń kawałek folii aluminiowej na niezgiętym końcu ramienia obrotowego, aby utworzyć przeciwwagę flagi i przerwać wiązkę podczerwieni wysyłaną z nadajnika czujnika podczerwieni do odbiornika.

Aby skonfigurować czujnik podczerwieni i rejestrator danych, umieść nadajnik czujnika podczerwieni w górnym bloku prowadnicy liniowej, tak aby emiter wiązki był skierowany w dół, a odbiornik czujnika podczerwieni umieść w dolnym bloku skierowanym do góry. Aby magnetycznie przywiązać owady do ramienia młyna lotniczego w celu przeprowadzenia próby w locie, nałóż farbę magnetyczną na przedplecze owada i pozostaw farbę do wyschnięcia na co najmniej 10 minut. Po wyschnięciu przymocuj owada do magnesów ramienia młyna.

Po dołączeniu do ośmiu owadów kliknij Plik i nagraj w oprogramowaniu do analizy lotu, wybierz lokalizację pliku nagrania w pierwszym wyskakującym okienku, upewniając się, że nazwa pliku zawiera numer zestawu nagrań i literę kanału, a następnie kliknij OK.In następnym wyskakującym okienku wprowadź przewidywaną długość nagrania lotu. Gdy owady znajdą się na swoim miejscu, kliknij przycisk OK, aby rozpocząć nagrywanie. Na końcu nagrania naciśnij Control S, aby sfinalizować plik.

Aby dodać komentarz do znacznika zdarzenia, kliknij na numer kanału i kliknij Edytuj i wstaw znak komentarza, zdefiniuj komentarz z numerem identyfikacyjnym nowego owada wchodzącego do komory, a następnie kliknij OK i załaduj owada do komory. Po przekonwertowaniu plików nagrań WDH na format tekstowy i podzieleniu plików tekstowych według komentarzy do znaczników zdarzeń, otwórz trough_diagnostic. PNG wygenerowany w folderze Flight_scripts i sprawdź, czy wszystkie rekordy są odporne na zmiany minimalnej i maksymalnej wartości napięcia średniego interwału standaryzacji.

Jeśli rekordy są w porządku, określ wszystkie ustawienia użytkownika oraz Zapisz i uruchom skrypt flight_analysis. py. Jeśli uruchomienie skryptu zakończy się pomyślnie, odpowiedni numer identyfikacyjny, komora i obliczone statystyki lotu owada zostaną wydrukowane w powłoce Pythona.

Złożony flight_stats_summary. csv plik z informacjami zostanie również wydrukowany w powłoce Pythona w folderze danych katalogu flight_scripts. Te reprezentatywne dane dotyczące lotu uzyskano eksperymentalnie zimą 2020 r. przy użyciu jako modelu zebranego w terenie J Hemmat Aloma z Florydy

W tym zestawie prób dane lotu zostały pomyślnie zarejestrowane dla wszystkich kanałów bez zakłóceń i zakłóceń. W tej analizie zarejestrowany sygnał został jednak utracony w kanale trzecim, co spowodowało natychmiastowy spadek napięcia do zera woltów, prawdopodobnie z powodu skrzyżowania otwartych przewodów lub poluzowania przewodów. Jak zaobserwowano w tym badaniu, minimalne dane diagnostyczne generowane przez każdy obrót ramienia młyna były solidne, co wskazuje, że w znacznym stopniu odbiegały od średniego napięcia plików.

W tej analizie, wraz ze wzrostem przedziału standaryzacji wokół średniej, liczba zidentyfikowanych minimów wykazywała niewielkie zmiany, co sugeruje minimalny szum napięcia i dokładną standaryzację. W przeciwieństwie do tego lotu, koryta były albo zbyt czułe, albo miały ekstremistyczny szum napięcia, który nie odbiegał znacznie od średniego napięcia pliku. W rezultacie, liczba dołków znacznie się zmniejszyła wraz ze wzrostem interwału standaryzacji wokół średniej.

Indywidualne zachowania w locie można dalej scharakteryzować w czterech kategoriach lotu: serie, serie do ciągłych, ciągłe do serii i ciągłe. W ten sposób użytkownik może wykorzystać ten wynik graficzny do oceny i zidentyfikowania ogólnych wzorców zachowania podczas lotu, pomimo unikalnych różnic w poszczególnych torach. Im więcej owadów można przetestować, tym więcej sposobów na to, w jaki sposób owady się poruszają.

Metody te zachęcają również ekologów do korzystania z nowych technologii, aby mogli budować własne narzędzia.