Name: Harmoniczne znaczniki radarowe do śledzenia owadów: lekkie, tanie i dostępne (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-05-13T12:00:00.000+00:00
Duration: 14 min 44 s
Description: Poznaj metodę tworzenia lekkich znaczników radarowych do śledzenia owadów przy użyciu diod Schottky'ego i drutu nitinolowego. Ta technika umożliwia entomologom badanie zachowań i ekologii małych gatunków w warunkach polowych.

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

Chcielibyśmy podziękować Kate Fairbanks i Jamesowi Snyderowi (Departament Rolnictwa i Usług Konsumenckich Florydy), Nicholasowi Manoukisowi (USDA-ARS-PBARC), Jamesowi Yoderowi (Wschodni Uniwersytet Menonicki) i Stefano De Faveri (Departament Rolnictwa i Rybołówstwa Queensland) za przejrzenie tego protokołu.

1. Przygotowanie
<ol>
	<li>Zbierz wszystkie materiały potrzebne do wykonania przywieszek: drut nitinolowy (0,0254 mm dla małych przywieszek, 0,0762 mm dla dużych przywieszek), diody Schottky'ego (po jednej na etykietę), kleje przewodzące (sugerowana jest srebrna przewodząca żywica epoksydowa dla maksymalnej wytrzymałości, srebrna farba dla lżejszych przywieszek) i wydrukowane w 3D przyrządy do cięcia drutu i montażu przywieszek (patrz Tabela materiałów).</li>
	<li>Zapewnij dostępność dwóch drutów nitinolowych o różnych rozmiarach, 25 μm i 75 μm, do stosowania odpowiednio w małych i dużych oznaczeniach.</li>
</ol>
2. Duży znacznik
UWAGA: Ta sekcja przedstawia zestaw dużych tagów. Ważne jest, aby mieć dwa przewody o odpowiedniej długości anteny (8,25 cm, aby dopasować częstotliwość transceivera) dla dużych tagów.
<ol>
	<li>Użyj przyrządu pomiarowego, aby w powtarzalny sposób przyciąć druty na żądaną długość (8,25 cm) za pomocą nożyczek.
	<ol>
		<li>Najpierw użyj taśmy jednostronnej, aby przymocować drut do przyrządu.</li>
		<li>Owiń drut wokół przyrządu (maksymalnie 20-30 razy), utrzymując lekkie napięcie.</li>
		<li>Przetnij druty w kanale za pomocą nożyczek. Rozmiar uzyskanego drutu to 8,25 cm.</li>
		<li>Następnie ostrożnie wyjmij przewody z cylindra. 
		UWAGA: Do każdego tagu potrzebne są dwa przewody.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przygotuj diodę do podłączenia przewodu.
	<ol>
		<li>Przymocuj opakowanie diody do mikroskopu za pomocą taśmy. Odciągnij pokrywę za pomocą kleszczyków i usuń diody taśmą dwustronną.</li>
		<li>Umieść dwustronną taśmę na opakowaniu, aby łatwo usunąć diody. 
		UWAGA: W tym momencie wszystkie diody są we właściwej orientacji, ze stykami skierowanymi do góry, aby ułatwić łączenie anteny.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przymocuj taśmę do przyrządu diodami skierowanymi do góry. Umieść karton równolegle do diod z każdej strony i wygładź krawędzie, aby antena nie przyklejała się do taśmy.</li>
	<li>Ułóż przewody obok diod, przygotowując się do zamocowania, a pod mikroskopem ustaw przewody tak, aby każdy z nich stykał się z pojedynczym stykiem elektrycznym. 
	UWAGA: Przewody nie powinny stykać się z obydwoma stykami elektrycznymi.</li>
	<li>Nałóż materiał przewodzący na każdy kontakt za pomocą szpilki przeciw owadom. Upewnij się, że zakrywasz zarówno punkt styku, jak i przewód.</li>
	<li>Uważaj, aby nie rozprowadzać materiału przewodzącego między każdym kontaktem. Jeśli materiał przewodzący zmiesza się ze sobą lub dotknie drugiego przewodu lub styku, znacznie zmniejszy to siłę sygnału tagu.</li>
	<li>W razie potrzeby ponownie nałóż materiał przewodzący, aby zabezpieczyć każdy przewód i zapewnić przewodność elektryczną.</li>
	<li>Pozwól, aby tagi pozostały nienaruszone przez kilka godzin, aby materiał przewodzący stwardniał.</li>
</ol>
3. Mały znacznik
UWAGA: Ta sekcja przedstawia zestaw małych tagów.
<ol>
	<li>Przytnij druty na długość 4,1 cm.</li>
	<li>Przymocuj drut do przyrządu za pomocą taśmy jednostronnej, uważając, aby nie naciągnąć drutu zbyt mocno.</li>
	<li>Nawiń drut wokół przyrządu i przetnij go wzdłuż rowka nożyczkami. 
	UWAGA: Każdy tag wymaga dwóch odcinków drutu przygotowanego powyżej.</li>
	<li>Przygotuj diody do zamocowania. Umieść taśmę dwustronną na przyrządzie i przenieś diody na taśmę za pomocą kleszczyków, zachowując odpowiednią przestrzeń między nimi.</li>
	<li>Pod mikroskopem upewnij się, że styki są skierowane do góry, co ułatwia wyrównanie przewodu i diody. W razie potrzeby wyrównaj je ponownie i upewnij się, że są wciśnięte w taśmę, aby zapobiec przesuwaniu się podczas procesu montażu.</li>
	<li>Umieść taśmę jednostronną wzdłuż diod, aby podnieść drut na poziomie styku i zapobiec jego przywieraniu do taśmy znajdującej się pod spodem. Wygładź taśmę i umieść przewody w ogólnym sąsiedztwie diody.</li>
	<li>Pod mikroskopem umieść drut w każdym punkcie styku, ostrożnie, aby zapobiec nakładaniu się drutu.</li>
	<li>Nałóż materiał przewodzący na styk i przewód i upewnij się, że materiał przewodzący nie spływa razem i nie zalewa płaszczyzny diody.</li>
	<li>Pozwól tagom zastygać bez zakłóceń przez kilka godzin, aby materiał przewodzący stwardniał.</li>
</ol>
4. Duży dodatek do tagu - chrząszcz długorogi z Queensland (QLB)
<ol>
	<li>Nosić odpowiednie środki ochrony osobistej w celu ochrony przed promieniowaniem UV (zalecane jest noszenie okularów ochronnych).</li>
	<li>Zabezpiecz chrząszcza, aby ułatwić dostęp do miejsca mocowania. Delikatnie trzymaj chrząszcza, lekko dociskając powierzchnię stołu.</li>
	<li>Nałóż kroplę kleju UV na miejsce mocowania.</li>
	<li>Zorientuj tag i umieść diodę stykami elektrycznymi skierowanymi w dół na klatkę piersiową.</li>
	<li>Gdy będziesz zadowolony z położenia przywieszki, utwardź klej za pomocą światła UV pod różnymi kątami, łącznie przez 5 do 10 sekund. Ten klej UV był wcześniej używany do mocowania znaczników do większych owadów bez widocznych negatywnych skutków ekspozycji na promieniowanie UV11.</li>
</ol>
5. Małe tagi - muszki owocowe Tephritid
<ol>
	<li>Nosić odpowiednie środki ochrony osobistej w celu ochrony przed promieniowaniem UV (zalecane jest noszenie okularów ochronnych).</li>
	<li>Znieczulenie much należy stosować w temperaturze 4 oC. Zazwyczaj muchy odczuwają ustanie ruchu po 10-15 minutach.</li>
	<li>Dozuj kroplę kleju i zanurz diodę przywieszki w kleju UV. Upewnij się, że zwijasz diodę w kleju, aby zapewnić pełne pokrycie. Zachowaj ostrożność, aby nadmiar kleju nie pokrył drutu.</li>
	<li>Zabezpiecz owada między kciukiem a palcem wskazującym, aby pokazać miejsce przyczepu.</li>
	<li>Ustaw zawieszkę i umieść ją wzdłużnie po grzbietowej stronie klatki piersiowej muchy. Przesuwaj tag do przodu i do tyłu, aby rozprowadzić klej i zapewnić bezpieczne połączenie. Uważaj, aby nie nakładać kleju na głowę lub skrzydła.</li>
	<li>Gdy jesteś zadowolony z umieszczenia przywieszki, utwardź klej za pomocą światła UV. W kilku badaniach użyto tego kleju UV do mocowania znaczników do much bez widocznych negatywnych skutków ekspozycji na promieniowanie UV6,10,12,13.</li>
</ol>
6. Odbieranie sygnałów
<ol>
	<li>Przetestuj zdolność owadów do lotu po przymocowaniu znacznika. Zrób to, testując w tubie przelotowej.</li>
	<li>Następnie pozwól muchom odlecieć do swojego siedliska.</li>
	<li>Użyj transceivera (patrz Tabela materiałów), aby uzyskać sygnały od dużych i małych owadów. 
	UWAGA: Po wyrównaniu z tagiem transceiver wydaje dźwięk. Gdy transceiver jest obrócony o 90 stopni, uzyskuje się słaby sygnał lub nie uzyskuje się go wcale z powodu niewspółosiowości taga i transceivera.</li>
</ol>

<ol><li>Lennox, R. J., Blouin-Demers, G., Rous, A. M., Cooke, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tracking+invasive+animals+with+electronic+tags+to+assess+risks+and+develop+management+strategies%5BTitle%5D)+AND+%22Biol+Invas%22%5BJournal%5D)">Tracking invasive animals with electronic tags to assess risks and develop management strategies.</a> Biol Invas. 18, 1219-1233 (2016).</li>
<li>Batsleer, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+neglected+impact+of+tracking+devices+on+terrestrial+arthropods%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Ecol+Evol%22%5BJournal%5D)">The neglected impact of tracking devices on terrestrial arthropods.</a> Methods Ecol Evol. 11 (3), 350-361 (2020).</li>
<li>Ultra-miniature bluetooth tag with antenna on package for red palm weevil tracking. Bilal, R. M., Reyes, Z. L., Shamim, A. 2021 1st International Conference on Microwave, Antennas & Circuits (ICMAC), , 1-3 (2021).</li>
<li>Daniel Kissling, W., Pattemore, D. E., Hagen, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Challenges+and+prospects+in+the+telemetry+of+insects%5BTitle%5D)+AND+%22Biol+Rev%22%5BJournal%5D)">Challenges and prospects in the telemetry of insects.</a> Biol Rev. 89 (3), 511-530 (2014).</li>
<li>Nunes-Silva, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Applications+of+RFID+technology+on+the+study+of+bees%5BTitle%5D)+AND+%22Insect+Soc%22%5BJournal%5D)">Applications of RFID technology on the study of bees.</a> Insect Soc. 66, 15-24 (2019).</li>
<li>Miller, N. D., Yoder, T. J., Manoukis, N. C., Carvalho, L. A., Siderhurst, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Harmonic+radar+tracking+of+individual+melon+flies%2C+Zeugodacus+cucurbitae%2C+in+Hawaii%3A+Determining+movement+parameters+in+cage+and+field+settings%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Harmonic radar tracking of individual melon flies, Zeugodacus cucurbitae, in Hawaii: Determining movement parameters in cage and field settings.</a> PLoS One. 17 (11), e0276987(2022).</li>
<li>Lövei, G. L., Stringer, I. A., Devine, C. D., Cartellieri, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Harmonic+radar+-+A+method+using+inexpensive+tags+to+study+invertebrate+movement+on+land%5BTitle%5D)+AND+%22NZ+J+Ecol%22%5BJournal%5D)">Harmonic radar - A method using inexpensive tags to study invertebrate movement on land.</a> NZ J Ecol. , 187-193 (1997).</li>
<li>Riley, J. R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRiley%2C+JR+%22Adaption+of+harmonic+radar+for+tracking+tsetse+flies%22">Adaption of harmonic radar for tracking tsetse flies</a>. , Natural Resources Research Institute. (1995).</li>
<li>O'Neal, M. E., Landis, D., Rothwell, E., Kempel, L., Reinhard, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tracking+insects+with+harmonic+radar%3A+A+case+study%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+Entomol%22%5BJournal%5D)">Tracking insects with harmonic radar: A case study.</a> Am. Entomol. 50 (4), 212-218 (2004).</li>
<li>Hurst, A. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tracking+and+modeling+the+movement+of+Queensland+fruit+flies%2C+Bactrocera+tryoni%2C+using+harmonic+radar+in+papaya+fields%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Tracking and modeling the movement of Queensland fruit flies, Bactrocera tryoni, using harmonic radar in papaya fields.</a> Sci Rep. 14 (1), 17521(2024).</li>
<li>Siderhurst, M. S., Murman, K. M., Kaye, K. T., Wallace, M. S., Cooperband, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radio+telemetry+and+harmonic+radar+tracking+of+the+spotted+lanternfly%2C+Lycorma+delicatula+%28white%29%28Hemiptera%3A+Fulgoridae%29%5BTitle%5D)+AND+%22Insects%22%5BJournal%5D)">Radio telemetry and harmonic radar tracking of the spotted lanternfly, Lycorma delicatula (white)(Hemiptera: Fulgoridae).</a> Insects. 15 (1), 17(2023).</li>
<li>Tomerini, J. M., De Faveri, M. G., De Faveri, S. G., Wright, C., Siderhurst, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impacts+of+harmonic+radar+tagging+on+the+flight+ability+of+male+Bactrocera+tryoni+and+Bactrocera+jarvisi+%28Diptera%2C+Tephritidae%29%5BTitle%5D)+AND+%22Austral+Entomol%22%5BJournal%5D)">Impacts of harmonic radar tagging on the flight ability of male Bactrocera tryoni and Bactrocera jarvisi (Diptera, Tephritidae).</a> Austral Entomol. 64 (1), e12728(2025).</li>
<li>Welty Peachey, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wind+effects+on+individual+male+and+female+Bactrocera+jarvisi+%28Diptera%3A+Tephritidae%29+tracked+using+harmonic+radar%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Entomol%22%5BJournal%5D)">Wind effects on individual male and female Bactrocera jarvisi (Diptera: Tephritidae) tracked using harmonic radar.</a> Environ Entomol. , nvae108(2024).</li>
<li>Mascanzoni, D., Wallin, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+harmonic+radar%3A+A+new+method+of+tracing+insects+in+the+field%5BTitle%5D)+AND+%22Ecol+Entomol%22%5BJournal%5D)">The harmonic radar: A new method of tracing insects in the field.</a> Ecol Entomol. 11 (4), 387-390 (1986).</li>
<li>Boiteau, G., Colpitts, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+potential+of+portable+harmonic+radar+technology+for+the+tracking+of+beneficial+insects%5BTitle%5D)+AND+%22IInt+J+Pest+Manag%22%5BJournal%5D)">The potential of portable harmonic radar technology for the tracking of beneficial insects.</a> IInt J Pest Manag. 50 (3), 233-242 (2004).</li>
<li>Maggiora, R., Saccani, M., Milanesio, D., Porporato, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+innovative+harmonic+radar+to+track+flying+insects%3A+The+case+of+Vespa+velutina%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">An innovative harmonic radar to track flying insects: The case of Vespa velutina.</a> Sci Rep. 9 (1), 11964(2019).</li>
<li>Milanesio, D., Saccani, M., Maggiora, R., Laurino, D., Porporato, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+upgrades+of+the+harmonic+radar+for+the+tracking+of+the+Asian+yellow-legged+hornet%5BTitle%5D)+AND+%22Ecol+Evol%22%5BJournal%5D)">Recent upgrades of the harmonic radar for the tracking of the Asian yellow-legged hornet.</a> Ecol Evol. 7 (13), 4599-4606 (2017).</li>
<li>Ala, R., Rouse, C. D., Colpitts, B. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+Extra+low-mass+harmonic+radar+transponder+for+insect+tracking+applications%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans+Radar+Syst%22%5BJournal%5D)">An Extra low-mass harmonic radar transponder for insect tracking applications.</a> IEEE Trans Radar Syst. 1, 146-154 (2023).</li>
<li>Riley, J., Smith, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+considerations+for+an+harmonic+radar+to+investigate+the+flight+of+insects+at+low+altitude%5BTitle%5D)+AND+%22Comput+Electron+Agric%22%5BJournal%5D)">Design considerations for an harmonic radar to investigate the flight of insects at low altitude.</a> Comput Electron Agric. 35 (2-3), 151-169 (2002).</li>
</ol>

Nie mamy żadnych konfliktów interesów, które moglibyśmy ujawnić.

W tym protokole opisujemy i pokazujemy, jak wytworzyć dwa rozmiary harmonicznych znaczników radarowych. Ponadto pokazaliśmy, jak przymocować te znaczniki do owadów za pomocą klejów utwardzanych promieniami UV i zademonstrowaliśmy siłę sygnału nadajnika-odbiornika. Protokół ten został udoskonalony, aby umożliwić usprawnioną produkcję wielu tanich znaczników HR przy minimalnym specjalistycznym sprzęcie laboratoryjnym. Ponadto protokół powinien być dostępny dla badaczy mających doświadczenie w manipulowaniu obiektami pod mikroskopem preparacyjnym. Zalecamy, aby osoby próbujące wykonać znaczniki zaczęły od większych znaczników, aby rozwinąć umiejętności manipulowania diodami i nakładania klejów przewodzących. Umiejętności te mogą być na początku trudne, ale z doświadczenia (ucząc ponad 20 osób) odkryliśmy, że krzywa uczenia się pozwala ludziom stosunkowo szybko przejść do tworzenia mniejszych znaczników z szybkością i powtarzalnością.
Podczas gdy pokazano produkcję dwóch rozmiarów przywieszek, wykonaliśmy również przywieszki z diodą6 o średniej wielkości, używając zarówno drutu nitinolowego o mniejszej, jak i większej średnicy. Różne zastosowania, takie jak rozmiar owadów i wymagany zakres wykrywania, wpływają na wybór rozmiarów diod i przewodów.
Projekt znacznika używany w tym protokole jest prostszy niż inne używane do śledzenia owadów 15,16,17,18. Powszechnie stosowaną konstrukcją jest pętla w antenie, tworząca w ten sposób zwarcie DC na diodzie18,19. Znaczniki z pętlami w antenach są zwykle montowane pionowo na klatce piersiowej, a nie wzdłużnie, jak pokazano w tym protokole. Orientacja pionowa potencjalnie pozwala na lepsze ustawienie znacznika i nadajnika-odbiornika, gdy owad jest w locie (ponieważ owady na ogół nie latają do góry nogami lub z nogami skierowanymi w bok). Jednak pionowa orientacja znacznika przesuwa środek masy znacznika od środka masy owada, co potencjalnie ma większy wpływ na równowagę i zdolność lotu.

Wykorzystanie urządzeń śledzących do badania ruchów kręgowców od dawna jest standardowym podejściem do zbierania danych związanych z zachowaniem i ekologią większych zwierząt, takich jak ssaki, ptaki i ryby, przy czym śledzenie głównie wykorzystuje telemetrię radiową i śledzenie GPS1. Jednak do niedawna te metody śledzenia były niedostępne dla entomologów ze względu na zbyt duży rozmiar i masę urządzeń śledzących, które muszą być dołączone2. Technologie stosowane do śledzenia owadów obejmują telemetrię radiową, Bluetooth, RFID i radar harmoniczny2,3. Spośród nich telemetria radiowa jest zdecydowanie najczęściej używaną metodą śledzenia większych owadów2. Oferuje większy zasięg wykrywania i unikalne sygnały dla każdego śledzonego owada. Ta metoda wymaga jednak drogich znaczników, które mają ograniczoną trwałość i trwałość w terenie i są ciężkie, zwykle co najmniej 150 mg. Bluetooth jest obecnie najsłabiej rozwiniętą techniką, z mniejszymi znacznikami niż telemetria radiowa, ale także krótszym zasięgiem3. Tagi RFID mogą mieć bardzo małe rozmiary i są dość niedrogie, ale mają najkrótszy zasięg (często tylko kilka mm)4. Znakowanie owadów za pomocą tagów RFID było najczęściej używane do badania robotnic wchodzących i wychodzących z ula5. Dla porównania, znaczniki radaru harmonicznego są lżejsze o co najmniej rząd wielkości niż znaczniki telemetrii radiowej, są niedrogie i mają zasięgi wykrywania, które pozwalają na śledzenie w terenie znacznie mniejszych owadów6 (<silna klasa="xfig">Rysunek 1).
Radar harmoniczny wykorzystuje nadajnik-odbiornik, który emituje sygnał, który zasila znacznik przenoszony przez owada i odbiera sygnał zwrotny o podwójnej częstotliwości wysyłany przez tag7,8,9 (Rysunek 2). Chociaż wiele badań opisało użycie harmonicznych znaczników radarowych w przypadku owadów średniej wielkości6,10,11,12,13, nie ma odpowiedniej demonstracji, jak sfabrykować znacznik. W tym artykule przedstawiamy instrukcje krok po kroku, jak wykonać dwa różne rozmiary znaczników radaru harmonicznego, z których każdy jest zbudowany z diody Schottky'ego i drutu nitinolowego. Mniejsze znaczniki są lżejsze i lepiej sprawdzają się w przypadku mniejszych owadów6, podczas gdy większe znaczniki mają większy zasięg i mogą być obsługiwane przez większe owady11. Drut nitinolowy jest krytycznym elementem konstrukcyjnym, ponieważ drut ten jest elastyczny, dzięki czemu oznakowany owad może poruszać się stosunkowo swobodnie. Szybko powraca również do orientacji prostej, co pozwala na maksymalny zwrot sygnału6,10,11. Demonstrujemy również użycie gotowego nadajnika-odbiornika (patrz sekcja "Uzyskiwanie sygnałów" poniżej) sprzedawanego do ratownictwa w terenie7,9,14. Niedrogie znaczniki i gotowe nadajniki-odbiorniki sprawiają, że ta technika śledzenia owadów jest bardzo dostępna dla entomologów badających zachowanie owadów i ekologię. W tym artykule poruszamy temat tworzenia tagów, dołączania tagów do owadów, śledzenia tych oznaczonych owadów i przedstawiamy reprezentatywne wyniki śledzenia.

<table><tbody><tr><td>Duży przyrząd</td><td></td> montażowy <td>https://www.thingiverse.com/thing:6784793</td><td></td></tr><tr><td>Duży przyrząd</td><td></td> do drutu <td>https://www.thingiverse.com/thing:6784784</td><td></td></tr><tr><td>Drut nitinolowy (mały)</td><td>Fort Wayne Metals (Fort Wayne, IN, USA)</td><td>17822174</td><td></td></tr><tr><td>Wykrywacz ręczny RECCO R9</td><td>RECCO AB (Lidingo&middot; &środkowa kropka; , Szwecja)</td><td></td><td>Częstotliwości działania: Europa, 866,9 MHz (nadawanie), 1733,8 MHz (odbiór); US, 902,85 MHz (nadawanie), 1805,7 MHz (odbiór)</td></tr><tr><td>RF Schottky Diode (mała)</td><td>MACOM Technology Solutions (Lowell, MA, USA)</td><td>MA4E2501L-1290</td><td>Zakupione przez Richardson RFPD</td></tr><tr><td>Dioda Schottky'ego (duża)</td><td>RECCO AB (Lidingo&middot; &środkowa kropka; , Szwecja)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Srebrny przewodzący klej epoksydowy</td><td>MG Chemicals</td><td>12642-14&nbsp; (Amazonka: 8331D)</td><td>Zakupione przez Amazon</td></tr><tr><td>Mały przyrząd</td><td></td> montażowy <td>https://www.thingiverse.com/thing:6784791</td><td></td></tr><tr><td>Mały przyrząd</td><td></td> druciany <td>https://www.thingiverse.com/thing:6784775</td><td></td></tr><tr><td>Superelastyczny drut nitinolowy (duży)</td><td>McMaster-Carr (Brookpark, Ohio, USA)</td><td>8320K31</td><td>Średnica 0,003 cala x długość 30 stóp</td></tr><tr><td>Ted Pella Inc Srebrna przewodząca żywica epoksydowa</td><td>Thermo Fisher Scientific (Waltham, MA, USA)</td><td></td><td></td>NC9959045</tr><tr><td>Klej UV</td><td>Bondic (Niagara Falls, NY, USA)</td><td></td><td>Zakupiony przez Amazon i/lub Bondic online (notaglue.com)</td></tr></tbody></table>

harmoniczne znaczniki radarowe do śledzenia owadów: lekkie, tanie i dostępne

Harmonic Radar Tags for Insect Tracking: Lightweight, Low-cost, and Accessible

Używanie urządzeń śledzących do śledzenia ruchów zwierząt od dawna jest standardowym podejściem do badania zachowania i ekologii kręgowców. Do niedawna te metody śledzenia były niedostępne dla entomologów ze względu na zbyt duży rozmiar i masę urządzeń śledzących, które muszą być przymocowane. Technologie stosowane do śledzenia owadów obejmują telemetrię radiową, Bluetooth, RFID i radar harmoniczny. Wśród nich telemetria radiowa jest najczęściej używaną metodą śledzenia większych owadów. Oferuje większy zasięg wykrywania i unikalne sygnały dla każdego śledzonego owada, ale wymaga drogich znaczników, które mają ograniczoną trwałość i trwałość w terenie oraz są ciężkie, zwykle co najmniej 150 miligramów. Z kolei znaczniki radarów harmonicznych, po raz pierwszy użyte w 1986 roku, są lżejsze o co najmniej rząd wielkości, niedrogie i mają zasięgi wykrywania, które umożliwiają śledzenie w terenie wielu mniejszych owadów. Tutaj demonstrujemy zastosowanie gotowego nadajnika-odbiornika sprzedawanego do ratownictwa w terenie. Niedrogie znaczniki i gotowe nadajniki-odbiorniki sprawiają, że ta technika śledzenia owadów jest bardzo dostępna dla entomologów badających zachowanie owadów i ekologię. W tym artykule zajmiemy się tworzeniem tagów, dołączaniem tagów do owadów, śledzeniem tych oznaczonych owadów oraz przedstawimy kilka reprezentatywnych wyników śledzenia.

Zasięg detekcji oraz rozmiar nadajnika to prawdopodobnie dwie najważniejsze cechy znaczników do śledzenia owadów. W tym miejscu przedstawiamy reprezentatywne wyniki dotyczące maksymalnego zasięgu detekcji dla dużych i małych znaczników wykonanych w niniejszym artykule. Maksymalne zasięgi detekcji określono poprzez przymocowanie znaczników wzdłuż grubego drewnianego kołka (~1.5 m) za pomocą dwustronnej taśmy. Następnie wyznaczono maksymalną odległość, przy której sygnały z nadajnika mogły być wykryte, oddalając odbiornik od znacznika do momentu, aż sygnał przestał być słyszalny. W otwartym terenie przetestowano po dziesięć znaczników każdego rozmiaru. Maksymalna odległość detekcji dla większych znaczników jest w przybliżeniu czterokrotnie większa niż dla mniejszych (Tabela 1). Niewspółosiowość znacznika i odbiornika, wraz z zakłóceniami spowodowanymi przez roślinność, często redukuje zasięg detekcji w warunkach terenowych. W naszym doświadczeniu, podczas pracy w drzewostanach uprawnych, przyjmujemy odległość detekcji wynoszącą ~10 m dla większych znaczników i ~5 m dla małych znaczników.
Na koniec chcielibyśmy przedstawić wyniki reprezentatywnego badania śledzenia chrząszcza z rodzaju Queensland longhorn beetle (QLB). Celem badania była analiza ekologii ruchu QLB, ponieważ niewiele wiadomo o tym, gdzie dorosłe chrząszcze przebywają w środowisku. Ze względu na to, że chrząszcze te są kryptyczne, ich zlokalizowanie w terenie bez zastosowania techniki śledzenia, takiej jak HR, jest dość trudne. Badanie przeprowadzono w drzewostanie kukui (Aleurites moluccana) na wyspie Big Island na Hawajach. W trakcie badania oznakowano i wypuszczono wiele chrząszczy. Następnie zlokalizowano je, korzystając z technik śledzenia zaprezentowanych wcześniej w niniejszym artykule. Przykład trasy przebytej przez jednego chrząszcza w ciągu 10 dni przedstawiono na Rysunku 4. Należy zauważyć, że chrząszcz był śledzony w wielu lokalizacjach, w tym wysoko w koronach drzew kukui oraz przy martwych liściach. Był to istotny wniosek z niniejszego badania. Ponieważ QLB mogą być bardzo kryptyczne, rolnicy często pytali o to, gdzie chrząszcze „chowają się” wokół drzew. Dzięki śledzeniu poszczególnych osobników QLB udało nam się ustalić, że chrząszcze często ukrywają się w suchych liściach, co utrudnia ich wykrycie. Badanie to dostarcza ważnych, nowych informacji na temat tego, gdzie dorosłe osobniki QLB przebywają w ciągu dnia oraz jak przemieszczają się w nocy.
<img alt="Porównanie systemów śledzenia owadów: radiotelemetria, radar harmoniczny, RFID; szczegóły dotyczące zasięgu, kosztów i masy." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67812/67812fig01.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 1"> 
Rysunek 1: Porównanie urządzeń powszechnie stosowanych do śledzenia owadów. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67812/67812fig01large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Schemat radaru transceivera; sygnał wychodzący i powrotny; proces echolokacji; detekcja owadów." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67812/67812fig02.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 2"> 
Rysunek 2: Radar harmoniczny działa poprzez wysyłanie sygnału o jednej częstotliwości (niebieski), a następnie odbieranie sygnału powrotnego (o podwojonej częstotliwości) (czerwony). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67812/67812fig02large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby zobaczyć powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Schemat wyrównania transceivera, maksymalny sygnał przy wyrównanym tagu, słaby sygnał przy braku wyrównania." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67812/67812fig03.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rycina 3"> 
Rycina 3: Natężenie sygnału jest powiązane z orientacją tagu i transceivera. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67812/67812fig03large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
<img alt="Schemat korony drzewa przedstawiający opisane części, takie jak liście, gałęzie i pnie w otoczeniu parku." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67812/67812fig04.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rycina 4"> 
Rycina 4: Reprezentatywne wyniki śledzenia pojedynczego chrząszcza z rodzaju Queensland longhorn w drzewach kukui. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67812/67812fig04large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Duże tagi</td>
			<td>Małe tagi</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>64 ± 1 m</td>
			<td>12 ± 1 m</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Tabela 1: Maksymalne odległości detekcji (średnia ± SE, m) dla nadajników radarowych do owadów (N = 10).

Ten protokół przedstawia metody tworzenia, dołączania i śledzenia znaczników radarowych harmonicznych dla owadów.

Harmoniczne znaczniki radarowe do śledzenia owadów: lekkie, tanie i dostępne

Using tracking devices to follow animal movements has long been a standard approach for studying the behavior and ecology of vertebrates. Until relatively ...

Wykorzystanie urządzeń śledzących do śledzenia ruchów zwierząt od dawna jest standardowym podejściem do badania zachowania i ekologii kręgowców. Jednak do niedawna te metody śledzenia były niedostępne dla entomologów ze względu na zbyt duży rozmiar i masę urządzeń śledzących, które muszą być przymocowane. Technologia dostarczana do śledzenia owadów obejmuje telemetrię radiową, Bluetooth, RFID i radar harmoniczny.Spośród nich telemetria radiowa jest najczęściej używaną metodą śledzenia większych owadów. Oferuje większy zasięg wykrywania i unikalne sygnały dla każdego śledzonego owada, ale wymaga drogich znaczników, które mają ograniczoną trwałość i trwałość w terenie oraz są ciężkie, zwykle co najmniej 150 miligramów. Dla porównania, harmoniczne znaczniki radarowe są lżejsze o co najmniej rząd wielkości, niedrogie i mają zasięg wykrywania, który umożliwia śledzenie w terenie wielu mniejszych owadów.Radar harmoniczny wykorzystuje nadajnik-odbiornik, który zarówno emituje sygnał, który zasila znacznik przenoszony przez owada, jak i odbiera sygnał zwrotny o podwojonej częstotliwości wysyłany przez znacznik. Pokażemy, jak wyprodukować dwa rozmiary harmonicznych znaczników radarowych, z których każdy zbudowany jest z diody Schottky'ego i drutu nitinolowego. Drut nitinolowy jest krytycznym elementem konstrukcyjnym, ponieważ jest elastyczny, dzięki czemu oznaczony owad może się stosunkowo swobodnie poruszać i łatwo powraca do prostej orientacji, umożliwiając maksymalny zwrot sygnału.Zademonstrujemy również zastosowanie gotowego nadajnika-odbiornika sprzedawanego do ratownictwa w terenie. Niedrogie znaczniki i gotowe nadajniki-odbiorniki sprawiają, że ta technika śledzenia owadów jest bardzo dostępna dla entomologów, którzy chcą badać zachowanie owadów i ekologię. Zajmiemy się tworzeniem tagów, dołączaniem tagów do owadów, śledzeniem tych oznaczonych owadów i przedstawimy Ci reprezentatywne wyniki śledzenia.Oto materiały potrzebne do wykonania tagów, dwa różne przewody i różne rozmiary diod, a także różne materiały przewodzące. Z naszego doświadczenia wynika, że srebrna żywica epoksydowa jest najsilniejszą i najskuteczniejszą metodą, ale można również zastosować inne. Tutaj możesz zobaczyć różne grubości drutu nitinolowego stosowanego odpowiednio w małych i dużych przywieszkach.Oto dwa różne rozmiary diod, których będziemy używać do naszych tagów. Są to narzędzia, które będą potrzebne do złożenia tagów. Wydrukowane w 3D przyrządy będą używane do cięcia drutu i montażu przywieszek.Zwróć uwagę na załączony dokument do projektów druku 3D. Najpierw pokażemy montaż dużych tagów. Krytycznym elementem zespołu tagu jest odpowiednia długość anteny, 8,25 centymetra dla dużego tagu.Przyrząd pomiarowy służy do łatwego i powtarzalnego przycinania drutów na żądaną długość. Najpierw przyklejamy drut do przyrządu, owijamy drut wokół przyrządu, utrzymując lekkie napięcie, i przecinamy druty w kanale, jak pokazano. Przed ostrożnym wyjęciem przewodów z cylindra.Aby przygotować diody do zamocowania drutu, przymocuj opakowanie diody do mikroskopu. Odciągnij pokrywę i usuń diody taśmą dwustronną, podczas gdy diody są we właściwej orientacji ze stykami skierowanymi do góry, aby ułatwić łączenie anteny. Przymocowana taśma do przyrządu.Umieść karton równolegle do diod z każdej strony i wygładź krawędzie, aby antena nie przyklejała się do taśmy. Ustaw drut obok diody w ramach przygotowań do zamocowania, a pod mikroskopem ustaw przewody tak, aby stykały się z pojedynczym stykiem elektrycznym. Ważne jest, aby nie dotykały obu.Nałóż materiał przewodzący na każdy styk, upewniając się, że zakrywa zarówno punkt styku, jak i przewód. Uważaj, aby nie rozprowadzać materiału przewodzącego między każdym kontaktem. W razie potrzeby ponownie nałóż materiał przewodzący, aby zabezpieczyć każdy przewód i zapewnić przewodność elektryczną.Następnie pokażemy wykonanie małej przywieszki, która wykorzystuje drut nitinolowy o długości 4,1 centymetra. Przymocuj drut do przyrządu za pomocą taśmy, uważając, aby nie naciągnąć nadmiernie drutu. Owiń drut wokół przyrządu.I przetnij drut wzdłuż rowka. Pamiętaj, że każdy tag wymaga dwóch odcinków tego drutu. Aby przygotować diody do mocowania, umieść taśmę dwustronną na przyrządzie.Przenieś diody na taśmę, zachowując odpowiedni odstęp między diodami. W ramach zakresu upewnij się, że styki są skierowane do góry, aby ułatwić wyrównanie przewodu i diody. W razie potrzeby wyrównaj je i upewnij się, że są wciśnięte w taśmę, aby zapobiec ruchomości.Umieść taśmę jednostronną wzdłuż diod, aby podnieść drut na poziomie styku i zapobiec przyklejaniu się drutu do taśmy znajdującej się pod spodem. Wygładź taśmę i umieść przewody w ogólnym sąsiedztwie diody. Pod lunetą należy ostrożnie umieścić drut w punktach styku, aby zapobiec nakładaniu się przewodów.Idealnie byłoby, gdyby twoje wyrównanie wyglądało tak. Następnie nałóż materiał przewodzący na styk i przewód i upewnij się, że materiał przewodzący nie przepływa razem i nie zalewa płaszczyzny diody. Oto, jak powinien wyglądać Twój tag po odpowiednim czasie utwardzania wyznaczonym w instrukcji dla wybranego przez Ciebie materiału przewodzącego.Tutaj możesz zobaczyć duży i mały tag. Następnie pokażemy, jak przymocować dużą zawieszkę do owada na przykładzie chrząszcza kózkowatego z Queensland. Istnieje wiele materiałów, których użyjesz do przymocowania zawieszek do owadów.Zademonstrujemy mocowanie za pomocą klejów utwardzanych promieniami UV. Dwa inne powszechnie stosowane kleje to cyjanoakrylany lub kleje topliwe na zimno. Najpierw zabezpiecz chrząszcza, aby ułatwić dostęp do miejsca mocowania.Nałóż kroplę kleju na miejsce mocowania. Zorientuj tag i umieść diodę stykami elektrycznymi skierowanymi w dół na klatkę piersiową. Gdy będziesz zadowolony z położenia przywieszki, utwardź klej za pomocą światła UV pod różnymi kątami, w sumie przez 5 do 10 sekund.Następnie zademonstrujemy mocowanie małego znacznika za pomocą muszek owocowych Tephritid. Mniejsze przywieszki przeznaczone są do użytku ze średnimi lub małymi owadami. Zademonstrujemy mocowanie tagu z muchą melonową i śródziemnomorską muszką owocową.Upewnij się, że znieczulasz muchy w temperaturze czterech stopni Celsjusza. Dozuj kroplę kleju i zanurz przywieszkę w kleju UV. Upewnij się, że zwijasz diodę w kleju, aby zapewnić pełne pokrycie.Zachowaj ostrożność, aby nadmiar kleju nie przywiózł do drutu. Zabezpiecz owada między kciukiem a palcem wskazującym, aby pokazać miejsce przyczepu. Ustaw zawieszkę i umieść ją wzdłużnie po grzbietowej stronie klatki piersiowej muchy.Przesuwaj tag do przodu i do tyłu, aby rozprowadzić klej i zapewnić bezpieczne połączenie. Ponownie, gdy jesteś zadowolony z umieszczenia przywieszki, utwardź klej za pomocą światła UV. Teraz ponownie pokażemy proces tagowania.Jeśli proces ten jest przeprowadzany w terenie, należy wykluczyć nadmiar światła UV, aby zapobiec twardnieniu kleju, zanim będziesz zadowolony z położenia diody. Schładzanie owadów na polu można wykonać za pomocą lodu zamiast umieszczać je w chłodni. Ponownie, podczas utwardzania światłem UV, utwardzaj pod różnymi kątami, aby zapewnić mocne mocowanie.Na koniec zademonstrujemy mocowanie tagu z śródziemnomorską muszką owocową pod mikroskopem. Umieść znacznik na grzbietowej powierzchni klatki piersiowej i utwardź go światłem UV. Tutaj widzimy przykłady oznaczonego mocowania słupka przeciw owadom.Należy pamiętać, że pozycja znacznika uniemożliwia usunięcie przez wysiłki związane z czyszczeniem owadów i wydaje się ułatwiać zrównoważony lot. W przypadku much odkryliśmy, że poprzeczne przyczepienie blisko środka masy wydaje się prowadzić do zahamowania lotu, potencjalnie wytrącając muchę z równowagi. Ważne jest, aby dokładnie przetestować zdolność lotu mocowania zawieszki na owady do słupka.Zazwyczaj odbywa się to poprzez testowanie w rurze przelotowej. Tutaj pokazujemy reprezentatywne starty pokazujące, że muchy są zdolne do lotu. Zwróć uwagę, że muchy poruszają się swobodnie i wydają się generalnie nieobciążone przez znacznik.Następnie zademonstrujemy działanie dużego tagu. Zwróć uwagę na dźwięk, jaki wydaje transceiver po wyrównaniu z tagiem. A tutaj możesz zobaczyć chrząszcza z dołączoną zawieszką.Następnie zademonstrujemy zakres dużego tagu. Silny sygnał można wykryć z odległości około 30 metrów. Maksymalna odległość to około 60 metrów.Małe tagi mają znacznie mniejszy zasięg. Silny sygnał można wykryć z odległości około 10 metrów. Na siłę sygnału ma również wpływ orientacja transceivera względem tagu.Gdy tag i transceiver są wyrównane, otrzymujemy maksymalny sygnał. Jednak obróć transceiver o 90 stopni, a teraz tag i transceiver są źle wyrównane i otrzymujemy słaby sygnał lub nie ma go wcale. Zasięg wykrywania i rozmiar znacznika to prawdopodobnie dwie najważniejsze cechy znaczników śledzących owady.Tutaj pokazujemy reprezentatywne wyniki dla maksymalnego zasięgu wykrywania dużych i małych tagów wyprodukowanych w tym filmie. 10 tagów każdego rozmiaru zostało przetestowanych w otwartym terenie. Niewspółosiowość znacznika i nadajnika-odbiornika, wraz z zakłóceniami roślinności, często zmniejsza zasięg wykrywania w warunkach polowych.Z naszego doświadczenia wynika, że podczas pracy przy uprawach drzewnych lub polowych odległość wykrywania wynosi około 10 metrów w przypadku większych znaczników i pięć metrów w przypadku mniejszych znaczników. Na koniec chcielibyśmy podzielić się wynikami reprezentatywnego badania śledzącego z QLB. Celem pracy było zbadanie przemieszczania się chrząszcza kózkowatego z Queensland, ponieważ niewiele wiadomo o tym, gdzie dorosłe chrząszcze spędzają czas w środowisku.Ponieważ chrząszcze są tajemnicze, dość trudno jest zlokalizować je w środowisku bez techniki śledzenia, takiej jak radar harmoniczny. Badania te przeprowadzono w drzewostanie kukui na Big Island na Hawajach. Wiele chrząszczy zostało oznaczonych i wypuszczonych w trakcie tego badania.Jest to przykład drogi, jaką przebył jeden chrząszcz w ciągu pięciu dni. Zauważ, że chrząszcz był śledzony w wielu rodzajach miejsc, w tym wysoko na drzewach kukui i w martwych liściach. Był to ważny wniosek z tego badania.QLB może być bardzo tajemniczy, a rolnicy często pytali o to, gdzie chrząszcze chowają się wokół drzew. Śledząc poszczególne QLB, byliśmy w stanie ustalić, że chrząszcze często ukrywały się w suchych liściach, co utrudniało ich wykrycie. W tym protokole pokazaliśmy, jak wyprodukować dwa rozmiary znaczników radaru harmonicznego.Ponadto pokazaliśmy, jak przymocować te znaczniki do owadów za pomocą klejów utwardzanych promieniami UV i zademonstrowaliśmy zasięg wykrywania sygnału. Protokół ten został udoskonalony, aby umożliwić usprawnioną produkcję wielu tanich znaczników HR przy minimalnym specjalistycznym sprzęcie laboratoryjnym. Ponadto protokół powinien być dostępny dla badaczy mających doświadczenie w manipulowaniu obiektami w ramach zakresu preparacji.Zalecamy rozpoczęcie od większych znaczników, aby rozwinąć umiejętności manipulowania diodami i nakładania kleju przewodzącego przed próbą wykonania mniejszych znaczników. Dziękujemy za oglądanie i mamy nadzieję, że ten film był pomocny. Jeśli masz pytania, skontaktuj się z nami.

harmonic-radar-tags-for-insect-tracking-lightweight-low-cost

Research

JoVE Journal

Biology

Biologia

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

Opisujemy protokół używania anten owadów w postaci elektroantennogramów (EAG) na autonomicznych robotach. Nasza eksperymentalna konstrukcja pozwala na stabilne nagrania w ciągu jednego dnia i rozwiązuje indywidualne plamy zapachowe do 10 Hz. Skuteczność czujników EAG w poszukiwaniu węchu jest wykazywana poprzez kierowanie robota w kierunku źródła zapachu.

Wykorzystanie czujników elektroantennogramu owadów w autonomicznych robotach do wyszukiwania węchowego

Ten film opisuje Radio-Frequency Identification (RFID) i metody nagrywania wideo wrażliwe na ruch w celu monitorowania zachowań trzmieli.

Identyfikacja radiowa i wideo wrażliwe na ruch skutecznie automatyzują rejestrowanie nienagradzanych zachowań wybranych przez trzmiele

Zaproponowaliśmy system, który wykorzystuje niedrogie, nieinwazyjne pseudoakustyczne czujniki optyczne do automatycznego i dokładnego wykrywania, liczenia i klasyfikowania owadów latających na podstawie ich dźwięku lotu.

Wykrywanie i klasyfikacja owadów latających za pomocą niedrogich czujników

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)

Ten protokół opisuje kroki korzystania z nowatorskiego oprogramowania, SwarmSight, do śledzenia klatka po klatce pozycji anteny owada i trąbki z konwencjonalnych kamer internetowych przy użyciu konwencjonalnych komputerów. Darmowe oprogramowanie typu open source przetwarza klatki około 120 razy szybciej niż ludzie i działa z dokładnością lepszą niż ludzka.

SwarmSight: Śledzenie w czasie rzeczywistym ruchów anteny owadów i odruchu wysuwania trąbki przy użyciu zwykłego preparatu i konwencjonalnego sprzętu

Tutaj prezentujemy system georadarowy (GPR) oparty na gęsto zaludnionym układzie antenowym do monitorowania dynamicznego procesu infiltracji wód podpowierzchniowych. Poklatkowy obraz radarowy procesu infiltracji pozwolił na oszacowanie głębokości frontu zwilżającego w trakcie procesu infiltracji.

Śledzenie głębokości frontu infiltracji za pomocą poklatkowych zbiorów z wieloma przesunięciami zebranych za pomocą radaru penetrującego grunt z anteną tablicową

Pomiar wzorców pojawiania się owadów wymaga precyzji. Istniejące systemy są tylko częściowo zautomatyzowane, a wielkość próby jest ograniczona. Zajęliśmy się tymi problemami, projektując system wykorzystujący mikrokontrolery do precyzyjnego pomiaru czasu pojawienia się dużej liczby pojawiających się owadów.

Precyzyjny i autonomiczny system wykrywania wzorców pojawiania się owadów

To badanie wprowadza eksperymentalne protokoły dla bio-hybrydowego drona wykrywającego zapachy, opartego na antenach jedwabnika. Przedstawiono działanie eksperymentalnego urządzenia elektroantennogramowego z czułkami jedwabnika, a także konstrukcję biohybrydowego drona przeznaczonego do lokalizacji źródła zapachów za pomocą algorytmu spiralnego przypływu.

Biohybrydowy dron wykrywający zapachy oparty na elektroantennografii wykorzystujący anteny Silkmoth do lokalizacji źródła zapachów

Aby zbadać wpływ sztucznego światła w nocy (ALAN) na nocne owady latające, pobieranie próbek musi być ograniczone do nocy. Protokół opisuje tanią, zautomatyzowaną pułapkę przechwytującą lot, która umożliwia naukowcom pobieranie próbek w zdefiniowanych przez użytkownika okresach ze zwiększoną replikacją.

Tani zautomatyzowany pułap przechwytujący lot do czasowego pobierania próbek owadów latających zwabionych przez sztuczne światło w nocy

Poznaj metodę tworzenia lekkich znaczników radarowych do śledzenia owadów przy użyciu diod Schottky'ego i drutu nitinolowego. Ta technika umożliwia entomologom badanie zachowań i ekologii małych gatunków w warunkach polowych.

Harmoniczne znaczniki radarowe do śledzenia owadów: lekkie, tanie i dostępne

Przeglądaj więcej filmów