Name: Budowa ulepszonego młyna zgarniającego do badania lotu owadów na uwięzi (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-03-10T15:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 9 s
Description: Poznaj budowę ulepszonego młyna zgarniającego do badania lotu owadów na uwięzi przy użyciu technologii makerspace, takich jak drukarki 3D i lasery. Ta metoda pozwala na tworzenie tanich i elastycznych projektów do badań nad zachowaniem lotu.

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

Chciałbym podziękować Meredith Cenzer za zakup wszystkich materiałów do produkcji lotnika i ciągłe przekazywanie informacji zwrotnych od budowy do napisania projektu. Dziękuję również Anie Silberg za jej wkład w standardize_troughs.py. Na koniec dziękuję Centrum Sztuki, Danych i Projektowania Mediów (MADD) na Uniwersytecie w Chicago za zgodę na bezpłatne korzystanie ze sprzętu, technologii i materiałów do korzystania z przestrzeni twórczej.

<ol><li>Krogh, A., Weis-Fogh, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Roundabout+for+studying+sustained+flight+of+locusts%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Experimental+Biology%22%5BJournal%5D)">Roundabout for studying sustained flight of locusts.</a> Journal of Experimental Biology. 29, 211-219 (1952).</li>
<li>Hocking, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+intrinsic+range+and+speed+of+flight+of+insects%5BTitle%5D)+AND+%22Transactions+of+the+Royal+Entomological+Society+of+London%22%5BJournal%5D)">The intrinsic range and speed of flight of insects.</a> Transactions of the Royal Entomological Society of London. 104 (8), 223(1953).</li>
<li>Chambers, D. L., O'Connell, T. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+flight+mill+for+studies+with+the+mexican+fruit+fly%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+the+Entomological+Society+of+America%22%5BJournal%5D)">A flight mill for studies with the mexican fruit fly.</a> Annals of the Entomological Society of America. 62 (4), 917-920 (1969).</li>
<li>Chambers, D. L., Sharp, J. L., Ashley, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tethered+insect+flight%3A+A+system+for+automated+data+processing+of+behavioral+events%5BTitle%5D)+AND+%22Behavior+Research+Methods+%26+Instrumentation%22%5BJournal%5D)">Tethered insect flight: A system for automated data processing of behavioral events.</a> Behavior Research Methods & Instrumentation. 8 (4), 352-356 (1976).</li>
<li>Naranjo, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessing+insect+flight+behavior+in+the+laboratory%3A+a+primer+on+flight+mill+methodology+and+what+can+be+learned%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+the+Entomological+Society+of+America%22%5BJournal%5D)">Assessing insect flight behavior in the laboratory: a primer on flight mill methodology and what can be learned.</a> Annals of the Entomological Society of America. 112 (3), 18(2019).</li>
<li>Ribak, G., Barkan, S., Soroker, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+aerodynamics+of+flight+in+an+insect+flight-mill%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">The aerodynamics of flight in an insect flight-mill.</a> PLoS ONE. 12 (11), 0186441(2017).</li>
<li>Pollack, G. S., Martins, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flight+and+hearing%3A+Ultrasound+sensitivity+differs+between+flight-capable+and+flight-incapable+morphs+of+a+wing-dimorphic+cricket+species%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Experimental+Biology%22%5BJournal%5D)">Flight and hearing: Ultrasound sensitivity differs between flight-capable and flight-incapable morphs of a wing-dimorphic cricket species.</a> The Journal of Experimental Biology. 210, 3160-3164 (2007).</li>
<li>Koehler, C., Liang, Z., Gaston, Z., Wan, H., Dong, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+reconstruction+and+analysis+of+wing+deformation+in+free-flying+dragonflies%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Experimental+Biology%22%5BJournal%5D)">3D reconstruction and analysis of wing deformation in free-flying dragonflies.</a> The Journal of Experimental Biology. 215, 3018-3027 (2012).</li>
<li>Behm, J. E., Waite, B. R., Hsieh, S. T., Helmus, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Benefits+and+limitations+of+three-dimensional+printing+technology+for+ecological+research%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Ecology%22%5BJournal%5D)">Benefits and limitations of three-dimensional printing technology for ecological research.</a> BMC Ecology. 18, 1-13 (2018).</li>
<li>Sheridan, K. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Learning+in+the+making%3A+A+comparative+case+study+of+three+makerspaces%5BTitle%5D)+AND+%22Harvard+Educational+Review%22%5BJournal%5D)">Learning in the making: A comparative case study of three makerspaces.</a> Harvard Educational Review. 84, 505-531 (2014).</li>
<li>Khalifa, S., Brahimi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Makerspace%3A+A+novel+approach+to+creative+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Institute+of+Electrical+and+Electronics+Engineers+Xplore%22%5BJournal%5D)">Makerspace: A novel approach to creative learning.</a> Institute of Electrical and Electronics Engineers Xplore. 1, 43-48 (2017).</li>
<li>Smay, D., Walker, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Makerspaces%3A+A+creative+approach+to+education%5BTitle%5D)+AND+%22Teacher+Librarian%22%5BJournal%5D)">Makerspaces: A creative approach to education.</a> Teacher Librarian. 42, 39-43 (2015).</li>
<li>Attisano, A., Murphy, J. T., Vickers, A., Moore, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simple+flight+mill+for+the+study+of+tethered+flight+in+insects%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">A simple flight mill for the study of tethered flight in insects.</a> Journal of Visualized Experiments. 106, e53377(2015).</li>
<li>Reynolds, D. R., Riley, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Remote-sensing%2C+telemetric+and+computer-based+technologies+for+investigating+insect+movement%3A+A+of+existing+and+potential+techniques%5BTitle%5D)+AND+%22Computers+and+Electronics+in+Agriculture%22%5BJournal%5D)">Remote-sensing, telemetric and computer-based technologies for investigating insect movement: A of existing and potential techniques.</a> Computers and Electronics in Agriculture. 35 (2-3), 271-307 (2002).</li>
<li>Davis, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Geographic+patterns+in+the+flight+ability+of+a+monophagous+beetle%5BTitle%5D)+AND+%22Oecologia%22%5BJournal%5D)">Geographic patterns in the flight ability of a monophagous beetle.</a> Oecologia. 69, 407-412 (1986).</li>
<li>Taylor, R. A. J., Bauer, L. S., Poland, T. M., Windell, K. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flight+performance+of+Agrilus+planipennis+%28Cleoptera%3A+Buprestidae%29+on+a+flight+mill+and+in+free+flight%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Insect+Behavior%22%5BJournal%5D)">Flight performance of Agrilus planipennis (Cleoptera: Buprestidae) on a flight mill and in free flight.</a> Journal of Insect Behavior. 23, 128-148 (2010).</li>
<li>Irvin, N. A., Hoddle, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessing+the+flight+capabilities+of+fed+and+starved+Allograpata+obliqua+%28Diptera%3A+Syrphidae%29%2C+a+natural+enemy+of+Asian+citrus+psyllid%2C+with+computerized+flight+mills%5BTitle%5D)+AND+%22Florida+Entomologist%22%5BJournal%5D)">Assessing the flight capabilities of fed and starved Allograpata obliqua (Diptera: Syrphidae), a natural enemy of Asian citrus psyllid, with computerized flight mills.</a> Florida Entomologist. 103 (1), 139-140 (2020).</li>
<li>Minter, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+tethered+flight+technique+as+a+tool+for+studying+life-history+strategies+associated+with+migration+in+insects%5BTitle%5D)+AND+%22Ecological+Entomology%22%5BJournal%5D)">The tethered flight technique as a tool for studying life-history strategies associated with migration in insects.</a> Ecological Entomology. 43 (4), 397-411 (2018).</li>
<li>Dingle, H., Blakley, N. R., Miller, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Variation+in+body+size+and+flight+performance+in+milkweed+bugs+%28Oncopeltus%29%5BTitle%5D)+AND+%22Evolution%22%5BJournal%5D)">Variation in body size and flight performance in milkweed bugs (Oncopeltus).</a> Evolution. 34 (2), 371-385 (1980).</li>
<li>Martini, X., Hoyte, A., Stelinski, L. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Abdominal+color+of+the+Asian+citrus+psyllid+%28Hempitera%3A+Liviidae%29+is+associated+with+flight+capabilities%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+the+Entomological+Society+of+America%22%5BJournal%5D)">Abdominal color of the Asian citrus psyllid (Hempitera: Liviidae) is associated with flight capabilities.</a> Annals of the Entomological Society of America. 107 (4), 842-847 (2014).</li>
<li>Chen, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flight+capacity+of+Bactrocera+dorsalis+%28Diptera%3A+Tephritidae%29+adult+females+based+on+flight+mill+studies+and+flight+muscle+ultrastructure%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Insect+Science%22%5BJournal%5D)">Flight capacity of Bactrocera dorsalis (Diptera: Tephritidae) adult females based on flight mill studies and flight muscle ultrastructure.</a> Journal of Insect Science. 15 (1), 141(2015).</li>
<li>Guo, J., Li, X., Shen, X., Wang, M., Wu, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flight+performance+of+Mamestra+brassicae+Noctuidae%29+under+different+biotic+and+abiotic+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Insect+Science%22%5BJournal%5D)">Flight performance of Mamestra brassicae Noctuidae) under different biotic and abiotic conditions.</a> Journal of Insect Science. 20 (1), 1-9 (2020).</li>
<li>Johnson, M. W., Toscano, N. C., Jones, V. P., Bailey, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modified+ultrasonic+actograph+for+monitoring+activity+of+lepidopterous+larvae%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+Hawaiian+Entomological+Society%22%5BJournal%5D)">Modified ultrasonic actograph for monitoring activity of lepidopterous larvae.</a> Proceedings of the Hawaiian Entomological Society. 27, 141-146 (1986).</li>
<li>Cheng, X., Sun, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wing-kinematics+measurement+and+aerodynamics+in+a+small+insect+in+hovering+flight%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Wing-kinematics measurement and aerodynamics in a small insect in hovering flight.</a> Scientific Reports. 6, 25706(2016).</li>
<li>Holland, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dispersal+kernel+determines+symmetry+of+spread+and+geographical+range+for+an+insect%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Ecology%22%5BJournal%5D)">Dispersal kernel determines symmetry of spread and geographical range for an insect.</a> International Journal of Ecology. 2009, 4(2009).</li>
<li>Frouz, J., Kindlmann, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Source-sink+colonization+as+a+possible+strategry+of+insects+living+in+temporary+habitats%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Source-sink colonization as a possible strategry of insects living in temporary habitats.</a> PLoS ONE. 10 (6), 1-10 (2015).</li>
<li>Ventola, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Medical+applications+for+3D+printing%3A+Current+and+projected+uses%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacy+%26+Therapeutics%22%5BJournal%5D)">Medical applications for 3D printing: Current and projected uses.</a> Pharmacy & Therapeutics. 39 (10), 704-711 (2014).</li>
<li>Martí-Campoy, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+of+a+computerized+flight+mill+device+to+measure+the+flight+potential+of+different+insects%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors+%28Basel%29%22%5BJournal%5D)">Design of a computerized flight mill device to measure the flight potential of different insects.</a> Sensors (Basel). 16 (4), 1-21 (2016).</li>
<li>Dubois, G. F., Vernon, P., Brustel, H. A flight mill for large beetles such as Osmoderma eremita (Cleoptera: Cetoniidae). <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDubois%2C+GF+%22Saproxylic+Beetles.+Their+Role+and+Diversity+in+European+Woodland+and+Tree+Habitats%22">Saproxylic Beetles. Their Role and Diversity in European Woodland and Tree Habitats</a>. 14, 219-224 (2009).</li>
<li>Webster, M. N., Doner, J. P., Wikstrom, V., Lugt, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Grease+degradation+in+R0F+bearing+tests%5BTitle%5D)+AND+%22Tribology+Transactions%22%5BJournal%5D)">Grease degradation in R0F bearing tests.</a> Tribology Transactions. 50 (2), 187-197 (2007).</li>
<li>Jones, H. B. C., Lim, K. S., Bell, J. R., Hill, J. K., Chapman, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantifying+interspecific+variation+in+dispersal+ability+of+noctuid+moths+using+an+advanced+tethered+flight+technique%5BTitle%5D)+AND+%22Ecology+and+Evolution%22%5BJournal%5D)">Quantifying interspecific variation in dispersal ability of noctuid moths using an advanced tethered flight technique.</a> Ecology and Evolution. 6 (1), 181-190 (2016).</li>
<li>Walker, M., Humphries, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+Printing%3A+applications+in+evolution+and+ecology%5BTitle%5D)+AND+%22Ecology+and+Evolution%22%5BJournal%5D)">3D Printing: applications in evolution and ecology.</a> Ecology and Evolution. 9 (7), 4289-4301 (2019).</li>
<li>Shahrubudin, N., Lee, T. C., Ramlan, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+overview+of+3D+printing+technology%3A+technological%2C+materials%2C+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Science+Direct%22%5BJournal%5D)">An overview of 3D printing technology: technological, materials, and applications.</a> Science Direct. 35, 1286-1296 (2019).</li>
<li>Taylor, R. A. J., Nault, L. R., Styer, W. E., Cheng, Z. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Computer-monitored%2C+16-channel+flight+mill+for+recording+the+flight+of+leafhoppers+%28Homoptera%3A+Auchenorrhyncha%29%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Entomological+Society+of+America%22%5BJournal%5D)">Computer-monitored, 16-channel flight mill for recording the flight of leafhoppers (Homoptera: Auchenorrhyncha).</a> Journal of the Entomological Society of America. 85 (5), 627-632 (1992).</li>
<li>Nachtigall, W., Hanauer-Thieser, U., Mörz, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flight+of+the+honey+bee+VII%3A+Metabolic+power+versus+flight+speed+relation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Comparative+Physiology+B%22%5BJournal%5D)">Flight of the honey bee VII: Metabolic power versus flight speed relation.</a> Journal of Comparative Physiology B. 165, 484-489 (1995).</li>
<li>Hardie, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flight+behavior+in+migrating+insects%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Agricultural+Entomology%22%5BJournal%5D)">Flight behavior in migrating insects.</a> Journal of Agricultural Entomology. 10 (4), 239-245 (1993).</li>
<li>Blackmer, J. L., Naranjo, S. E., Williams, L. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tethered+and+untethered+flight+by+Lyrgus+Hesperus+and+Lygus+lineolaris+%28Heteroptera%3A+Miridae%29%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Entomology%22%5BJournal%5D)">Tethered and untethered flight by Lyrgus Hesperus and Lygus lineolaris (Heteroptera: Miridae).</a> Environmental Entomology. 33 (5), 1389-1400 (2004).</li>
</ol>

Autor nie ma nic do zdradzienia.

Prosty, nowoczesny młyn zgarniający zapewnia szereg korzyści naukowcom zainteresowanym badaniem lotu owadów na uwięzi, dostarczając niezawodną i zautomatyzowaną konstrukcję, która testuje wiele owadów w sposób wydajny i ekonomiczny 13,31,35. Podobnie, istnieje silna zachęta dla badaczy do przyjmowania szybko pojawiających się technologii i technik z przemysłu i innych dziedzin nauki jako środka do tworzenia eksperymentalnych nar...

Biorąc pod uwagę, jak trudne jest rozprzestrzenianie się owadów na polu, młyn stał się powszechnym narzędziem laboratoryjnym do rozwiązywania ważnego zjawiska ekologicznego - jak poruszają się owady. W rezultacie, odkąd pionierzy młyna lotnikowego1,2,3,4 zapoczątkowali sześć dekad projektowania i budowy młynów zlotowych, nastąpiły zauważalne zmiany w projektowaniu wraz z rozwojem technologii i większą integracją ze społecznościami naukowymi. Z biegiem czasu zautomatyzowane oprogramowanie do zbierania danych zastąpiło rejestratory map, a ramiona młynów przeniosły się ze szklanych prętów na pręty węglowe i rury stalowe5. Tylko w ciągu ostatniej dekady łożyska magnetyczne zastąpiły łożyska teflonowe lub szklane jako optymalnie pozbawione tarcia, a pary między maszynami do młynów lotnych a wszechstronną technologią rozprzestrzeniają się, ponieważ technologia audio, wizualna i produkcja warstw stają się coraz bardziej zintegrowane z przepływami pracy naukowców. Te pary obejmowały szybkie kamery wideo do pomiaru aerodynamiki skrzydeł6, tablice cyfrowo-analogowe do naśladowania sygnałów sensorycznych do badania dźwiękowych reakcji lotu 7, oraz druk 3D do stworzenia stanowiska kalibracyjnego do śledzenia deformacji skrzydeł podczas lotu8. Wraz z niedawnym rozwojem nowych technologii w przestrzeniach twórczych, szczególnie w instytucjach z cyfrowymi centrami medialnymi prowadzonymi przez kompetentny personel9, istnieją większe możliwości ulepszenia młyna do testowania większej liczby owadów i transportu urządzenia w teren. Istnieje również duży potencjał dla badaczy w zakresie przekraczania granic dyscyplin i przyspieszania uczenia się technicznego poprzez pracę opartą na produkcji9,10,11,12. Prezentowany tutaj młyn zlotowy (zaadaptowany z Attisano i współpracowników13) wykorzystuje pojawiające się technologie znalezione w przestrzeniach twórczych, aby nie tylko 1) tworzyć komponenty młyna, których skale i wymiary są precyzyjnie dostosowane do danego projektu, ale także 2) oferować naukowcom dostępny protokół cięcia laserowego i druku 3D bez wymagania wysokiego budżetu lub jakiejkolwiek specjalistycznej wiedzy z zakresu projektowania wspomaganego komputerowo (CAD).
Korzyści z połączenia nowych technologii i metod z młynem są znaczące, ale młyny są również cennymi samodzielnymi maszynami. Młyny lotnicze mierzą wydajność lotu owadów i służą do określenia, w jaki sposób prędkość, odległość lub okresowość lotu odnoszą się do czynników środowiskowych lub ekologicznych, takich jak temperatura, wilgotność względna, pora roku, roślina żywicielska, masa ciała, cechy morfologiczne, wiek i aktywność rozrodcza. W odróżnieniu od alternatywnych metod, takich jak aktografy, bieżnie i nagrywanie wideo ruchu lotu w tunelach aerodynamicznych i halach14, młyn lotowy wyróżnia się zdolnością do zbierania różnych statystyk dotyczących wydajności lotu w warunkach laboratoryjnych. Pomaga to ekologom odpowiedzieć na ważne pytania dotyczące rozproszenia lotów i pomaga im rozwijać się w swojej dyscyplinie - niezależnie od tego, czy chodzi o zintegrowaną ochronę przed szkodnikami15,16,17, dynamika populacji, genetyka, biogeografia, strategie historii życia18, czy plastyczność fenotypowa19,20,21,22. Z drugiej strony, urządzenia takie jak szybkie kamery i aktografy mogą wymagać ścisłej, skomplikowanej i kosztownej konfiguracji, ale mogą również prowadzić do bardziej precyzyjnych parametrów ruchu, takich jak częstotliwości uderzeń skrzydeł i aktywność fotofazowa owadów23,24. W związku z tym prezentowany tutaj młyn lotniczy służy jako elastyczna, niedroga i konfigurowalna opcja dla badaczy do badania zachowania podczas lotu.
Podobnie, motywacja do integracji nowych technologii z przepływem pracy ekologów wciąż rośnie, ponieważ pytania i podejścia do badania rozprzestrzeniania się stają się coraz bardziej kreatywne i złożone. Jako lokalizacje promujące innowacje, makerspace'y przyciągają wiele poziomów wiedzy specjalistycznej i oferują użytkownikom w każdym wieku niską krzywą uczenia się, aby zdobyć nowe umiejętności techniczne10,12. Iteracyjny i oparty na współpracy charakter prototypowania urządzeń naukowych w przestrzeni twórczej i za pośrednictwem otwartych źródeł online może przyspieszyć zastosowanie teorii11 i ułatwić rozwój produktów w naukach ekologicznych. Ponadto zwiększenie odtwarzalności narzędzi naukowych będzie sprzyjać szerszemu gromadzeniu danych i otwartej nauce. Może to pomóc naukowcom w standaryzacji sprzętu lub metod pomiaru dyspersji. Narzędzia standaryzujące mogą dodatkowo umożliwić ekologom ujednolicenie danych dotyczących rozproszenia w różnych populacjach w celu przetestowania modeli metapopulacji, które rozwijają się na podstawie ziaren dyspersyjnych25 lub dynamiki kolonizacji source-sink26. Podobnie jak społeczność medyczna przyjmuje druk 3D do opieki nad pacjentem i edukacji anatomicznej27, ekolodzy mogą używać wycinarek laserowych i drukarek 3D do przeprojektowania ekologicznych narzędzi i edukacji, a w ramach tego badania mogą zaprojektować dodatkowe elementy młyna zgarniającego, takie jak platformy do lądowania lub ramię młyna, które może poruszać się w pionie. Z kolei personalizacja, opłacalność i zwiększona produktywność oferowane przez technologię makerspace mogą pomóc w rozpoczęciu projektów rozproszonych przy stosunkowo niskiej barierze dla badaczy, którzy zamierzają opracować własne narzędzia i urządzenia.
Aby zbudować ten młyn, istnieją również mechaniczne i instrumentalne ograniczenia, które mogą być brane pod uwagę przez producenta. Magnesy i ulepszenia drukowane w 3D pozwalają młynowi zgarniającemu być zasadniczo bezklejowym, z wyjątkiem konstrukcji wsporników krzyżowych, i być przystosowanym do owadów o różnych rozmiarach. Jednak wraz ze wzrostem masy i siły owadów owady mogą być bardziej skłonne do zsiadania z konia podczas trzymania na uwięzi. Silne magnesy mogą być używane kosztem zwiększonego oporu skrętnego, a łożyska kulkowe mogą zastąpić łożyska magnetyczne jako solidne rozwiązanie do testowania w locie owadów ważących kilka gramów28,29. Niemniej jednak, łożyska kulkowe mogą również stwarzać pewne problemy, głównie dlatego, że prowadzenie długotrwałych eksperymentów z dużymi prędkościami i wysokimi temperaturami może pogorszyć smarowanie łożysk kulkowych, co zwiększa tarcie30. W związku z tym użytkownicy będą musieli rozeznać, która mechanika młyna najlepiej pasowałaby do ich owadów z badań i projektu eksperymentalnego.
Podobnie, istnieje kilka sposobów na oprzyrządowanie młyna lotniczego, które wykraczają poza rozważania tego artykułu. Prezentowany tutaj młyn lotniczy wykorzystuje czujniki podczerwieni do wykrywania obrotów, oprogramowanie WinDAQ do rejestrowania obrotów oraz skrypty programistyczne do przetwarzania surowych danych. Chociaż jest łatwe w użyciu, oprogramowanie WinDAQ ma ograniczony wachlarz dostępnych narzędzi. Użytkownicy nie mogą dołączać komentarzy do odpowiedniego kanału i nie mogą być powiadamiani o awarii któregokolwiek z elementów obwodu. Przypadki te są rozwiązywane poprzez wykrywanie i korygowanie ich za pomocą kodu, ale dopiero po zebraniu danych. Alternatywnie, użytkownicy mogą zastosować więcej niż jedno oprogramowanie, które oferuje konfigurowalne funkcje gromadzenia danych28 lub czujniki, które pobierają bezpośrednie statystyki prędkości i dystansu, takie jak liczniki kilometrów rowerowych29. Jednak te alternatywy mogą omijać cenne surowe dane lub rozpraszać funkcjonalność w zbyt wielu aplikacjach, co może sprawić, że przetwarzanie danych będzie nieefektywne. Ostatecznie, zamiast przekształcać oprzyrządowanie młyna lotnego, protokół ten oferuje solidne rozwiązania programistyczne dla obecnych ograniczeń oprogramowania.
W tym artykule opisano projekt ulepszonego prostego młyna do przenoszenia, aby pomóc badaczom w ich badaniach nad rozproszeniem i zachęcić do włączania nowych technologii w dziedzinie ekologii behawioralnej. Ten młyn zgarniający mieści się w ograniczeniach inkubatora, utrzymuje do ośmiu owadów jednocześnie i automatyzuje gromadzenie i przetwarzanie danych. Warto zauważyć, że ulepszenia drukowane w 3D pozwalają użytkownikowi dostosować wysokość ramienia młyna i czujnika podczerwieni w celu przetestowania owadów o różnych rozmiarach oraz demontażu urządzenia w celu szybkiego przechowywania lub transportu. Dzięki instytucjonalnemu dostępowi do wspólnej przestrzeni twórczej, wszystkie ulepszenia były bezpłatne i nie naliczono żadnych dodatkowych kosztów w porównaniu z prostym, nowoczesnym młynem zgarniającym. Całe potrzebne oprogramowanie jest bezpłatne, obwody elektroniczne są proste, a wszystkie skrypty można modyfikować zgodnie z konkretnymi potrzebami projektu eksperymentalnego. Co więcej, kodowana diagnostyka pozwala użytkownikowi sprawdzić integralność i precyzję swoich nagrań. Wreszcie, protokół ten minimalizuje stres odczuwany przez owada poprzez magnetyczne malowanie i przywiązywanie owadów do ramienia młyna. Ponieważ montaż prostego młyna zgarniającego jest już dostępny, niedrogi i elastyczny, zastosowanie technologii makerspace w celu ulepszenia prostego młyna może zapewnić naukowcom przestrzeń do przezwyciężenia własnych specyficznych potrzeb w zakresie badań nad lotem i może zainspirować kreatywne projekty młynów do lotów wykraczające poza rozważania tego artykułu.

<table><tbody><tr><td>180&nbsp; &Omega; Rezystor</td><td>E-Projects</td><td>10EP514180R</td><td>Folia węglowa; sztywny przewód o rozmiarze 24.</td></tr><tr><td>19 Gauge Niemagnetyczne rurki stalowe podskórne</td><td>MicroGroup</td><td>304H19RW&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>2,2 k&Omega; Rezystor</td><td>Adafruit</td><td>2782</td><td>Folia węglowa; sztywny przewód o rozmiarze 24.</td></tr><tr><td>Drukarka 3D</td><td>FlashForge</td><td>700355100638</td><td></td></tr><tr><td>Drukarka 3D Filament</td><td>FlashForge</td><td>700355100638</td><td>Średnica 1,75 mm; 1kg/rolka.</td></tr><tr><td>Oprogramowanie do krojenia druku 3D</td><td>FlashPrint</td><td>4.4.0</td><td></td></tr><tr><td>Akrylowe arkusze z tworzywa sztucznego</td><td>Blick Art Supplies</td><td>28945-1006</td><td></td></tr><tr><td>Tarcza z folii aluminiowej</td><td></td><td>253-01-0860</td><td></td></tr><tr><td>Zasilacz do płytek stykowych</td><td>HandsOn Tech</td><td>MDU1025</td><td>Może pobierać napięcie wejściowe od 6,5 V do 12 V i może wytwarzać 3,3 V i 5 V.</td></tr><tr><td>DI-1100 Rejestrator danych USB</td><td>DATAQ Instruments</td><td>DI-1100</td><td>Posiada 4 różnicowe pancerne wejścia analogowe.</td></tr><tr><td>Przewody elektryczne</td><td>Striveday</td><td>B077HWS5XV</td><td>drut lity o średnicy 24.</td></tr><tr><td>Szpilki entomologiczne</td><td>BioQuip</td><td>1208S2</td><td>Rozmiar 2; średnica 0,45 mm.</td></tr><tr><td>Filtrowana końcówka do pipet 20 uL</td><td>Fisher Scientific</td><td>21-402-550</td><td></td></tr><tr><td>Pistolet do klejenia na gorąco z gorącym klejem</td><td>Tkaniny Joann</td><td>17366956</td><td></td></tr><tr><td>Czujnik podczerwieni</td><td>Adafruit</td><td>2167</td><td>To jest&nbsp; 3 mm IR&nbsp; Wersja; działa do 25 cm.</td></tr><tr><td>Duże przezroczyste rurki winylowe</td><td>Home Depot</td><td>T10007008</td><td>Średnica wewnętrzna 3/8 cala; średnica zewnętrzna 1/2 cala; długość 20 stóp</td></tr><tr><td>Duże magnesy</td><td>Chorągiewka</td><td>EP654</td><td>Neodym o niskim współczynniku tarcia N42; średnica 0,394 cala; długość 0,157 cala; siła trzymania 4,9 funta&nbsp;</td></tr><tr><td>Wycinarka laserowa&nbsp;</td><td>Uniwersalne systemy laserowe&nbsp;</td><td>PLS6.75</td><td></td></tr><tr><td>M5 Nakrętka sześciokątna</td><td>Home Depot</td><td>204274112</td><td>Skok gwintu 0,8 mm; długość 20 mm; średnica 5 mm.</td></tr><tr><td>Długie żelazne M5</td><td>Home Depot</td><td>204283784</td><td>stożkowy Philips; skok gwintu 0,8 mm; długość 20 mm; średnica 5 mm.</td></tr><tr><td>Krótkie żelazne M5</td><td>Home Depot</td><td>203540129</td><td>stożkowy Philips; skok gwintu 0,8 mm; długość 10 mm; średnica 5 mm.</td></tr><tr><td>Arkusz gumy neoprenowej</td><td>Grainger</td><td>60DC16</td><td>Długość 12 cali; szerokość 12 cali; głębokość 1/8 cala.</td></tr><tr><td>Oprogramowanie do modelowania 3D online</td><td>Autodesk</td><td>2019_10_14</td><td>Tinkercad.com oferuje bezpłatne konto.</td></tr><tr><td>Zasilacz</td><td>Adafruit</td><td>63</td><td>9 VDC 1000mA przełączanie regulowane; napięcie wejściowe DC 3.3V 5V.</td></tr><tr><td>Małe przezroczyste rurki winylowe</td><td>Home Depot</td><td>T10007005</td><td>Średnica wewnętrzna 1/4 cala; średnica zewnętrzna 3/8 cala; 20 stóp długości.</td></tr><tr><td>Małe magnesy</td><td>Chorągiewki</td><td>N42P120060</td><td>Neodym N42 o niskim współczynniku tarcia; średnica 0,120 cala; długość 0,060 cala; siła trzymania 0,5 funta.</td></tr><tr><td>Płytka stykowa MB-102 bez&nbsp;</td><td>Adafruit</td><td>239</td><td>830 punktów mocowania; długość 17 cm; szerokość 5,5 cm; napięcie wejściowe, DC 3,3 V 5 V.</td></tr><tr><td>Wyrafinowane wykończenia Żelazny metaliczny podkład</td><td>Blick Art Supplies</td><td>27105-2584</td><td></td></tr><tr><td>Nożyce do drutu</td><td>Target</td><td>&nbsp; 84-031W</td><td></td></tr></tbody></table>

budowa ulepszonego młyna zgarniającego do badania lotu owadów na uwięzi

Building an Enhanced Flight Mill for the Study of Tethered Insect Flight

Makerspaces mają duży potencjał umożliwiający naukowcom opracowywanie nowych technik i pracę z nowymi gatunkami w badaniach ekologicznych. Protokół ten pokazuje, jak wykorzystać technologię znajdującą się w makerspace'ach w celu zbudowania bardziej wszechstronnego młyna zgarniającego przy stosunkowo niskich kosztach. Biorąc pod uwagę, że w tym badaniu wyekstrahowano prototyp z młynów zgarniających zbudowanych w ostatniej dekadzie, protokół ten skupia się bardziej na nakreśleniu rozbieżności powstałych w wyniku prostego, nowoczesnego młyna zgarniającego. Wcześniejsze badania wykazały już, jak korzystne są młyny zgarniające do pomiaru parametrów lotu, takich jak prędkość, odległość czy okresowość. Takie młyny pozwoliły naukowcom powiązać te parametry z czynnikami morfologicznymi, fizjologicznymi lub genetycznymi. Oprócz tych zalet, w badaniu tym omówiono korzyści płynące z zastosowania tej technologii w przestrzeniach twórczych, takich jak drukarki 3D i wycinarki laserowe, w celu zbudowania bardziej elastycznej, wytrzymałej i składanej konstrukcji młyna zgarniającego. Przede wszystkim wydrukowane w 3D elementy tej konstrukcji pozwalają użytkownikowi testować owady o różnych rozmiarach poprzez regulację wysokości ramienia młyna i czujników podczerwieni (IR). Wydruki 3D umożliwiają również użytkownikowi łatwy demontaż maszyny w celu szybkiego przechowywania lub transportu w teren. Co więcej, badanie to w większym stopniu wykorzystuje magnesy i farbę magnetyczną do wiązania owadów przy minimalnym stresie. Wreszcie, protokół ten szczegółowo opisuje wszechstronną analizę danych lotu za pomocą skryptów komputerowych, które skutecznie oddzielają i analizują różniczkowalne próby lotu w ramach jednego nagrania. Chociaż jest to bardziej pracochłonne, zastosowanie narzędzi dostępnych w przestrzeniach twórczych i programach do modelowania 3D online ułatwia praktyki multidyscyplinarne i zorientowane na procesy oraz pomaga naukowcom uniknąć kosztownych, gotowych produktów o wąsko regulowanych wymiarach. Wykorzystując elastyczność i powtarzalność technologii w przestrzeniach twórczych, protokół ten promuje kreatywne projektowanie młynów zlotowych i inspiruje otwartą naukę.

Dane dotyczące lotów uzyskano eksperymentalnie w zimie 2020 roku, wykorzystując dane zebrane w terenie *J. haematoloma* z Florydy jako owadów modelowych (Bernat, A. V. i Cenzer, M. L., 2020, niepublikowane dane). Reprezentatywne próby lotu przeprowadzono w Departamencie Ekologii i Ewolucji na Uniwersytecie w Chicago, jak pokazano poniżej w Rysunek 6, Rycina 7, Rysunek 8i Rysunek 9Młynek do lotu...

Ten protokół wykorzystuje drukarki trójwymiarowe (3D) i wycinarki laserowe znajdujące się w przestrzeniach twórczych, aby stworzyć bardziej elastyczny projekt młyna lotniczego. Korzystając z tej technologii, naukowcy mogą obniżyć koszty, zwiększyć elastyczność projektowania i generować powtarzalne prace podczas konstruowania młynów do badań nad lotem owadów na uwięzi.

Budowa ulepszonego młyna zgarniającego do badania lotu owadów na uwięzi

Makerspaces have a high potential of enabling researchers to develop new techniques and to work with novel species in ecological research. This protocol ...

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.

building-an-enhanced-flight-mill-for-study-tethered-insect

Research

JoVE Journal

Engineering

Inżynieria

W niniejszej pracy opisujemy sposób unieruchomienia muchy w aparaturze do magnetycznego unieruchomienia węchowego (OMT). Opisujemy sposób ustawienia magnesów ziem rzadkich oraz portów zapachowych, a także sposób konfiguracji przepływów masowych dla podawania bodźca i ssania próżniowego w celu uzyskania optymalnego śledzenia zapachu.

Magnetyczny system wiązania do badania kontroli lotu zapośredniczonej przez wzrok i węch u Drosophila

Prezentujemy nowatorską procedurę chirurgiczną polegającą na wszczepieniu elektrod w Manduca sexta podczas jej wczesnych stadiów metamorficznych. Technika ta pozwala na mechanicznie stabilne i elektrycznie niezawodne sprzężenie z tkanką nerwowo-mięśniową w celu badania dynamiki neurofizjologii lotu. Prezentujemy również nowatorską platformę lewitacji magnetycznej do badań ziewania owadów na uwięzi.

Wczesna technologia wprowadzania metamorficznego do monitorowania zachowania owadów w locie

Na lot owadów wpływa wiele czynników, a skłonność do rozprzestrzeniania się jest ważną zmienną w zrozumieniu ekologii owadów i strategii kontroli biologicznej. Opisujemy budowę i zastosowanie prostego, stosunkowo niedrogiego i elastycznego młyna zgarniającego do pomiaru parametrów lotu na uwięzi u owadów.

Prosty młyn zgarniający do badania lotu na uwięzi u owadów

Ten protokół opisuje proces konstruowania hybrydowego systemu owado-maszynowego i przeprowadzania bezprzewodowej elektrycznej stymulacji mięśni lotu wymaganych do kontrolowania ruchu skrętu latającego owada.

Hybrydowy system owado-maszynowy: zdalne sterowanie radiowe swobodnie latającym chrząszczem (Mercynorrhina torquata)

Opracowaliśmy tani i mały młyn do lotów, zbudowany z powszechnie dostępnych przedmiotów i łatwo wykorzystany w eksperymentach. Za pomocą tej aparatury zmierzyliśmy zdolność lotną chrząszcza ambrozyjnego, Platypus quercivorus.

Pomiar zdolności lotnej chrząszcza Ambrozja, Platypus quercivorus (Murayama), przy użyciu taniego, małego i łatwego w budowie młyna

Młyny lotnicze są ważnymi narzędziami do porównywania, jak wiek, płeć, stan krycia, temperatura lub różne inne czynniki mogą wpływać na zachowanie owadów podczas lotu. Tutaj opisujemy protokoły wiązania i pomiaru skłonności do lotu i wydajności zachodniej kukurydzianej stonki korzeniowej pod różnymi zabiegami.

Używanie młynów do pomiaru skłonności do lotu i wydajności zachodniej kukurydzianej stonki korzeniowej, Diabrotica virgifera virgifera (LeConte)

Opisano metodę trwałego łączenia dwóch płytek krzemowych w celu uzyskania jednolitej obudowy. Obejmuje to przygotowanie płytek, czyszczenie, klejenie RT i procesy wyżarzania. Powstałe połączone płytki (komórki) mają jednorodność obudowy ~1%1,2. Uzyskana geometria pozwala na pomiary zamkniętych cieczy i gazów.

Wytwarzanie jednolitych wnęk w nanoskali za pomocą bezpośredniego łączenia płytek krzemowych

Wpływ kropli płynów nienewtonowskich jest złożonym procesem, ponieważ różne parametry fizyczne wpływają na dynamikę w bardzo krótkim czasie (mniej niż jedna dziesiąta milisekundy). Wprowadzono technikę szybkiego obrazowania w celu scharakteryzowania zachowań zderzeniowych różnych płynów nienewtonowskich.

Technika szybkiego obrazowania do badania dynamiki uderzeń kropli płynów nienewtonowskich

Dokładne modelowanie struktur nanohelisowych jest ważne dla predykcyjnych badań symulacyjnych prowadzących do nowatorskich zastosowań nanotechnologii. Obecnie pakiety oprogramowania i kody są ograniczone w tworzeniu atomistycznych modeli spiralnych. Prezentujemy dwie procedury przeznaczone do tworzenia atomistycznych modeli nanohelisowych do symulacji, oraz interfejs graficzny do usprawnienia badań poprzez wizualizację.

Skalowalne nanohelisy do badań predykcyjnych i ulepszonej wizualizacji 3D

Przedstawiono metodę wytwarzania, w warunkach otoczenia, organicznych tandemowych urządzeń fotowoltaicznych w konfiguracji równoległej. Urządzenia te wyposażone są w uzdatnioną powietrzem, półprzezroczystą wspólną katodę z nanorurek węglowych.

Metoda otoczenia do produkcji wspólnej katody z nanorurki węglowej bramkowanej jonowo w tandemowych organicznych ogniwach słonecznych

Poznaj budowę ulepszonego młyna zgarniającego do badania lotu owadów na uwięzi przy użyciu technologii makerspace, takich jak drukarki 3D i lasery. Ta metoda pozwala na tworzenie tanich i elastycznych projektów do badań nad zachowaniem lotu.

Budowa ulepszonego młyna zgarniającego do badania lotu owadów na uwięzi

Przeglądaj więcej filmów