Construindo uma usina de voo aprimorada para o estudo do voo de insetos amarrados

Este protocolo pode ser usado para construir uma fábrica de voo acessível e aprimorada usando a tecnologia makerspace, como cortadores a laser e impressoras 3D. Cortadores a laser e impressoras 3D podem lidar com projetos intrincados para que você possa facilmente personalizar e reproduzir sua fábrica de voo para atender às suas necessidades experimentais. Para construir os suportes acrílicos em um makerspace, abra e se ausita o editor de gráficos vetoriais e crie linhas de arquivos no modo RGB com traço de linha de 0,0001 ponto em que o RGB vermelho corta linhas e as bordas azuis RGB.

Como precaução, desenhe a tecla curva como ilustrada. Siga as diretrizes do makerspace sobre a alimentação, uso e manutenção do cortador de laser. No software laser, selecione plástico para o material e acrílico para o tipo de material.

Para obter precisão extra, use a pinça para medir a espessura do material e insira sua espessura no campo de espessura do material. Coloque o material na cavidade da impressora e corte a tecla curva. Use a tecla de curva para determinar a largura da curva e, em seguida, responda por curva para todas as medidas de fenda e orifício no design de suporte acrílico, conforme necessário antes de cortar a laser os suportes acrílicos.

Para impressão 3D dos suportes plásticos, clique em Designs 3D e Crie para criar um novo design. Para replicar este estudo, os desenhos impressos 3D exatos, baixem o arquivo 3D_Prints. zip, e mover a pasta para a área de trabalho.

Abra a pasta. No programa de modelagem 3D online, trabalhe na página da web, clique em Importar e selecione todos os arquivos stl da pasta. Para auto-criar ou fazer ajustes nos designs, siga os tutoriais do site.

Faça edições e exporte os novos designs como arquivos stl. Para obter o espelho de um design, clique no objeto, clique em M e selecione a seta correspondente à largura dos objetos. Para impressão 3D, clique duas vezes na impressão 3D, corte o ícone do software e selecione o arquivo objeto a ser impresso.

Selecione Imprimir e Tipo de Máquina para selecionar a impressora 3D e clique duas vezes no ícone de movimento para ajustar a posição do objeto. Clique na plataforma para garantir que o modelo esteja na plataforma. E clique em mover e centralizar para colocar o objeto no centro da área de construção.

Quando o objeto estiver pronto, clique em Imprimir para salvar a impressão como um arquivo gx. Em seguida, calibrar a extrusora da impressora 3D de acordo com os protocolos padrão e confirmar que há filamento suficiente para impressão. Quando todos os objetos tiverem sido modificados, transfira os arquivos gx para a impressora 3D e imprima todos os suportes e melhorias.

Para cada impressão verifique se o filamento está grudado corretamente na placa. No total, oito trilhos guias lineares, 16 blocos ferroviários guias lineares, 12 a 20 parafusos, 15 suportes cruzados, 16 suportes de ímã, 16 suportes de tubos, 16 suportes ferroviários de guia lineares curtos e 16 suportes ferroviários de guia de linhagem longa devem ser impressos em 3D para este design. Depois de montar as paredes acrílicas, insira um tubo plástico de 30 milímetros de comprimento no suporte do tubo superior e um tubo plástico de 15 milímetros de comprimento no suporte do tubo inferior de cada célula.

Insira um tubo plástico de 14 milímetros de comprimento no tubo superior e um tubo plástico de 20 milímetros de comprimento no tubo inferior, certificando-se de que há forte atrito suficiente entre os tubos para manter os tubos no lugar sem permitir que o tubo interno deslize para cima e para baixo se puxado. Se algum tubo estiver deformado, submergir os segmentos de tubos deformados em água fervente por um minuto e endireitar os tubos sobre uma toalha, permitindo que os materiais atinjam a temperatura ambiente antes de inserir os segmentos endireitados nos tubos. Coloquei dois ímãs de neodímio de baixa fricção e um tubo interno em cada suporte de ímã.

Inloja o tubo interno firmemente em cada suporte de ímã de tal forma que a gravidade agindo sobre os ímãs e o suporte dos ímãs não seja forte o suficiente para desalojar os materiais do tubo interno. Verifique se cada par de ímãs se repele. Com os blocos ferroviários de guia linear ambos voltados para cima, deslize os blocos para dentro do trilho guia linear e aloja os trilhos-guia lineares e bloqueia ereto nas janelas nas paredes verticais externas.

Use dois suportes de trilhos de guia lineares curtos, dois suportes ferroviários longos e lineares, quatro parafusos de ferro de 10 milímetros longos, dois parafusos de ferro de 20 milímetros longos e duas porcas de hex para fixar um trilho guia linear no lugar. Para construir o braço pivotante, cole 19 bitola de aço hipodérmica não magnética ao eixo da ponta da pipeta e os dois ímãs de neodímio de baixo atrito até a extremidade dobrada do braço pivô para amarrar o inseto pintado de metal para voar. Enrole um pedaço de papel alumínio na extremidade não secente do braço pivô para criar um contrapeso de bandeira e para quebrar o feixe infravermelho enviado do transmissor do sensor infravermelho para o receptor.

Para configurar o sensor infravermelho e o data logger, coloque o transmissor de sensores infravermelhos dentro do bloco ferroviário guia linear superior com o emissor do feixe voltado para baixo e coloque o receptor do sensor infravermelho dentro do bloco inferior voltado para cima. Para amarrar magneticamente insetos ao braço da usina de voo para um teste de voo, aplique tinta magnética no pronoto do inseto e deixe a tinta secar por pelo menos 10 minutos. Uma vez seco, conecte o inseto aos ímãs de braço da usina de voo.

Depois de anexar até oito insetos, clique em Arquivo e Registro no software de análise de voo, selecione a localização do arquivo de gravação na primeira janela pop-up, certificando-se de que o nome do arquivo inclua o número do conjunto de gravação e a letra do canal e clique OK.In próxima janela pop-up, digite o comprimento antecipado da gravação do voo. Quando os insetos estiverem em posição clique em OK para começar a gravar. No final da gravação, pressione Control S para finalizar o arquivo.

Para fazer um comentário marcador de evento, clique no número do canal e clique em Editar e Inserir Marca Comentada, defina o comentário com o número de identificação do novo inseto que entra na câmara, clique em OK e carregue o inseto na câmara. Depois de converter os arquivos de gravação WDH em formato de texto e dividir os arquivos de texto por comentários marcadores de eventos, abra a trough_diagnostic. png arquivo gerado na pasta Flight_scripts e verificar todos os registros são robustos para alterações no valor mínimo e máximo de tensão do intervalo médio de padronização.

Se os registros estiverem bem, especifique todas as configurações do usuário e Salve e execute o flight_analysis. py script. Se a execução do script for bem sucedida, o número de identificação correspondente, a câmara e as estatísticas de voo calculadas do inseto serão impressos na Concha Python.

Uma flight_stats_summary composta. csv arquivo das informações também será impresso no Python Shell na pasta de dados do diretório flight_scripts. Esses dados de voo representativos foram obtidos experimentalmente durante o inverno de 2020 usando o campo coletado J Hemmat Aloma da Flórida como modelo.

Neste conjunto de ensaios, os dados de voo foram registrados com sucesso para todos os canais sem ruído ou interrupção. Nesta análise, porém, o sinal registrado foi perdido no canal três, que derrubou a tensão imediatamente para zero volts, possivelmente devido à travessia de fios abertos ou ao afrouxamento de fios. Como observado para este ensaio, os dados de diagnóstico gerados por cada revolução do braço da usina de voo foram robustos, indicando que eles se desviaram em grande parte dos arquivos significam tensão.

Nesta análise, à medida que o intervalo de padronização em torno da média aumentou, o número de cochos identificados apresentou pouca alteração, sugerindo ruído mínimo de tensão e uma padronização precisa. Em contraste com este voo, os cochos eram muito sensíveis ou tinham ruídos extremistas de tensão que não se desviavam em grande parte da tensão média do arquivo. Como resultado, seu número de cochos diminuiu substancialmente à medida que o intervalo de padronização em torno da média aumentou.

Comportamentos individuais de voo podem ser ainda mais caracterizados em quatro categorias de voo, rajadas, rajadas de trabalho contínuas, contínuas a rajadas e contínuas. Assim, o usuário pode usar esta saída gráfica para avaliar um padrão de comportamento geral de voo, apesar de variações únicas em faixas individuais. Quanto mais insetos podem ser testados, mais maneiras do campo podem entender como os insetos se movem.

Esses métodos também incentivam os ecologistas a usar tecnologias emergentes para que possam construir suas próprias ferramentas.