تتبع الرائحة بصريا وساطة خلال الطيران في ذبابة الفاكهة

Summary

هنا نحن تصف كيفية تحسين صورة الفيديو المكتسبة لحاسة الشم الحبل المغناطيسي (OMT) الجهاز. كما وصفنا بروتوكولات عينتين التجريبية لدراسة visuo - الشمية الانصهار.

Abstract

الحشرات الطائرة استخدام الإشارات البصرية لتحقيق الاستقرار في البند في تيار الرياح. بالإضافة إلى العديد من الحيوانات تتبع الروائح نفذت في مهب الريح. مثل الاستقرار البصري عكس الريح تتبع مساعدات مباشرة في تتبع الرائحة. ولكن لا تؤثر تأثيرا مباشرا الاشارات البصرية الشمية السلوك تتبع بشكل مستقل عن إشارات الريح؟ بالإضافة إلى ذلك ، بدافع التطورات الحديثة في مجال علم الوراثة الجزيئي وعلم وظائف الأعصاب الشمية رواية التحليلات السلوكية الكمية لتقييم تأثير السلوكية (على سبيل المثال) تعطيل دوائر محددة وراثيا تنشيط حاسة الشم. نحن تعديل نظام الحبل المغناطيسي وضعت أصلا لتجارب الرؤية من خلال تجهيز الساحة الضيقة مع أعمدة رائحة تدفق الصفحي. هنا نركز على التجارب التي يمكن القيام بها بعد المربوطة ذبابة ويكون قادرا على التنقل في الساحة المغناطيسية. نعرض كيفية الحصول على صور فيديو الأمثل لقياس زاوية الجسم ، وكيفية القاضي مستقرة تتبع الرائحة ، ونحن لتوضيح تجربتين لدراسة تأثير الاشارات البصرية على تتبع الرائحة.

Protocol

وOMT هو تكييف نظام الحبل المغناطيسي ¹ المصممة لدمج جهاز محاكاة افتراضية عمود ^2. والبروتوكولات التالية تشرح كيفية الاستفادة المثلى من صور الفيديو المكتسب (جزء 1) وتشغيل نوعين من التجارب visuo - الشمية الأساسية (الجزء 2 و 3).

الجزء 1 : اقتناء فيديو

تحسين صورة الفيديو هو أمر حاسم لجودة البيانات المكتسبة. اتبع هذه الخطوات لنظافة الصور.

1. مكان ذبابة المربوطة حديثا في الساحة باستخدام زوج من الملقط.
2. موقف الكاميرا مجلس فايرواير (النار 1394store.com - I) تحت فراغ الغرفة الاكريليك واضحة على ان يكون عرض الكاميرا التصاعدي مباشرة من خلال الغرفة ، من خلال أنبوب زجاجي ، إلى الجانب البطني من ذبابة المربوطة. ومن المؤكد أنه لا يوجد مرشح طلاء IR على العدسة لنظام الفيديو.
3. لتسليط الضوء على الطيران ، واستخدام مجموعة من المصابيح الدائرية الأشعة تحت الحمراء (أجزاء صغيرة المؤتمر الوطني العراقي) وضعه مباشرة تحت الألواح الصمام. يركز كل LED على جسد الذبابة بشكل فردي لإضاءة موحدة.
4. للحد من الوهج من لوحة النظام وتقليل الاشارات المرئية التي لاحظها يطير ، فمن المفيد أن معطف جميع السطوح العاكسة في عرض الكاميرا بطلاء أسود مسطح. وينبغي أن تحول أضواء قبالة غرفة للحد من الوهج والسطوع التحويرات كشفها بالعين الذبابة.
5. تفقد البصر صورة الكاميرا. وينبغي أن تكون ذبابة بيضاء مشرقة على خلفية سوداء. إذا كان عدم وضوح الصورة قد تحتاج إلى عدسة مركزة. إذا كان يطير مظلمة ، قد تكون مجموعة LED أو غير مركزة بشكل كاف لإنارة تعمل بالطاقة المناسبة. إذا كان يحتوي على كائنات خلفية ساطعة ، جبل قرص من الورق قطيع أسود فقط فوق الذبابة للحد من انعكاس الخلفية.
6. علينا الحصول على فيديو مع الوظائف الفرعية المخصصة مكتوبة في Matlab باستخدام الأدوات الحصول على الصور.

جزء 2 : العثور على سحابة تطير رائحة

تجربة واحدة بسيطة في السياحة العالمية ويتابعون الجياع (التجويع) ، ثم يطير تحديد تتبع بنشاط الى تصاعد اعمدة من رائحة الطعام جذابة. التلاعب في محيطه التأثيرات البصرية قدرة الذبابة لتعقب بقوة رائحة الطعام الشهية. لاحظ أنه يتم عادة تشغيل التجارب في شكل كتلة عشوائية لتقليل أي تحيز في النظام التجريبي. يتم التحكم في كافة الأجهزة الخارجية (الإرسال الغاز ، ساحة الصمام ، واقتناء الفيديو) عن طريق برامج مخصصة إجراءات مكتوبة في Matlab (Mathworks).

1. مكان ذبابة المربوطة حديثا في الساحة باستخدام زوج من الملقط.
2. قبل كل تجربة ، وذلك باستخدام العرض المرئي ، وتناوب على الطيران لعدة ثورات ³ لضمان سلاسة الحركة حول محور كامل ياو 360. إذا كان لا يطير تدور بسلاسة تجاهل ذلك. إذا استمرت المشكلة ، والسبب المرجح هو المغناطيس المنحرفة. ملاحظة : إذا كان توزيع الساحة متوجها الى مسارات عدة أثناء المحاكمة تدور معارض قمم كبيرة (أي ليست مسطحة أكثر من 360 درجة) ، هناك على الارجح بسبب التحيز اتجاه المغناطيس المنحرفة.
3. عرض يطير مع الشروط التالية عينة تجريبية في ترتيب عشوائي : ط) عالية على النقيض من نمط شريطية مع بخار الماء المنبثقة من ميناء رائحة ؛ الثاني) عالية على النقيض من نمط شريطية مع بخار رائحة جذابة ؛ الثالث) شريط واحد إزاحة رأسية 90 درجة من فوهة بخار الماء ، والرابع) 90 درجة واحدة يقابلها شريطية مع بخار الرائحة. في تجربتنا ، 30 فترات ثاني أكبر عمل جيد للتجارب حيث تحدى الذباب لتحديد مصدر الرائحة وحدها. علينا الحصول على شريط فيديو في 30 هرتز لمدة كل حالة تجريبية وتحليل الصور الرمزية باستخدام برامج مخصصة إجراءات مكتوبة في Matlab (واحد من أكثر من المفيد المدمج في وظائف هي مطلب regionprops.m الذي يحلل الخصائص الهندسية للقطع ناقص.
4. عند استخدام تركيزات عالية رائحة ، قد يتم الافراج رائحة المتبقية من ميناء رائحة بعد تحول قبالة رائحة. للحد من أي آثار هذا قد يكون من المفيد أن تدور ذبابة لبضع ثوان مع بانوراما الدورية للسماح للنظام لطرد أي رائحة المتبقية.
5. ومن المفيد أيضا لتدوير البصر يطير بين علاجات تجريبية إلى (ط) الحفاظ على الذباب تشارك بنشاط في التجربة ، وإلى (ب) الحفاظ على ما تبقى من الذباب في بقعة واحدة. قد يكون تجربة المثال الترتيب التالي : أ) 22 تدور التشخيص الأولي ؛ ب) خمسة تدور المتوسطة الثانية ؛ الثالث) عشرين الزوج الشرط الثاني # 1 ؛ رابعا) خمسة تدور المتوسطة الثانية ؛ ت) عشرين الزوج الشرط الثاني # 2.

الجزء 3 : يطير المتبقية ضمن عمود رائحة

والتجربة الثانية الأساسية في السياحة العالمية هو جر البصر يطير الى عمود رائحة ، وتغير الظروف على الفور البصرية ، وقياس ذلك على قدرتها على البقاء في السحابة. مرة أخرى ، لاحظ أن جميع التجارب التي تتم في كتلة المبدئية عشوائيةر للحد من أي تحيز في النظام التجريبي.

1. مكان ذبابة المربوطة حديثا في الساحة باستخدام زوج من الملقط.
2. تدوير بصريا (دورة) مرات عدة يطير حول الحلبة قبل كل تجربة وفحص تشخيصي للتأكد من أن الحيوانات لديها القدرة على توجيه في كل اتجاه (انظر الجزء 2.2).
3. قبل كل حالة ، بدوره على رائحة التجريبية (الماء أو الخل) وبصريا "سحب" ذبابة في السحابة التي تتأرجح شريط عمودي صغير في موقف السحابة. يستفيد من هذا السلوك شريط التثبيت القوية التي لوحظت في الذباب [4].
4. الآن أن يطير موجه نحو السحابة ، وإزالة الشريط تتأرجح والحاضر الشروط التالية عينة البصرية : أ) المشارب بانورامية عالية التباين مع بخار الماء (الشكل 1A) ؛ ب) خلفية موحدة مع بخار الماء (الشكل 1B) ؛ ثالثا) المشارب بانورامية عالية التباين مع رائحة بخار (الشكل 1C) ؛ خلفية موحدة الرابع) مع رائحة بخار (شكل 1D). كما هو الحال في الحصول على الفيديو 2.3. قد يكون المثال تجربة النظام المتدفقة : ط) 22 تدور التشخيص الأولي ؛ ب) خمسة شريطية عمود second التذبذب ؛ الثالث) عشرين الزوج الشرط الثاني # 1 ؛ رابعا) خمسة شريطية عمود second التذبذب ؛ ت) عشرين الزوج الشرط الثاني # 2 .

ممثل النتائج :

الشكل 1

الجزء 1 يوضح كيفية الاستفادة المثلى من صور الفيديو السياحة العالمية. يجب على صورة الفيديو لديك رؤية واضحة للذبابة مضيئة على خلفية سوداء داكنة. ويمكن أن تتحسن بشكل مفرط صورا مشرقة عن طريق الحد من التدخل الخلفية ، والحد من شدة المصابيح الحمراء ، أو من خلال إطفاء الأضواء الغرفة. إذا تم بشكل غير صحيح مضيئة تطير ، قد ضبط تركيز الأضواء الحمراء أو تحوير شدة المصابيح الحمراء إصلاح المشكلة. أجزاء 2 و 3 تصف تجارب بسيطة لإجراء للتحقق من التشغيل السليم لOMT. في جميع الحالات ، ينبغي أن يكون ذبابة بصريا "القسري" (عبر ردود optomotor) لتدوير ثورات عدة في الساحة لضمان سلاسة ومجموعة كاملة من الاقتراح. في الجزء 2 هو تحدى ذبابة العثور على عمود رائحة من تلقاء نفسه. للحفاظ على الطيران العاملة في هذه التجربة ، للحد من تأثير اطلاق سراح رائحة المتبقية ، والحفاظ على الذباب واحد من الحفاظ على البند في كافة مراحل التجربة ، فمن المفيد لتدوير البصر يطير لبضع ثوان بين التجارب. وينبغي أن تطير أبدا توطين سحابة بخار الماء إلى درجة كبيرة ، وينبغي توطين دائما رائحة عمود في وجود اشارات بصرية غنية بانورامية. في الجزء 3 يتم سحب البصر يطير مباشرة إلى عمود رائحة وتحدى للحفاظ على رأس عمود في غضون ضد مجموعة متنوعة من الخلفيات المرئية الثابتة. إذا تم سحب يطير إلى سحابة بخار الماء ، فإنه ينبغي أن تتحول بسرعة بعيدا. إذا تم سحب يطير الى عمود الرائحة ، وهناك ما يكفي من الإشارات البصرية للتوسط تعقب قوية ، وسوف يطير البقاء في السحابة.

Discussion

لالتقاط صور لهذا النظام يستخدم لوحة الكاميرا فايرواير رخيصة والبرامج المكتوبة في Matlab. صور واضحة وحاسمة من أجل الحصول على بيانات دقيقة عن آثار. الاستراتيجيات المذكورة أعلاه هي مفيدة لتنظيف الصور في هذا النظام. وقد وصفت إجراءات أخرى تتبع الفيديو لهذا النظام ^1. وعلاوة على ذلك ، يمكن بسهولة أن يتم تعديل هذا النظام ليشمل تتبع في الوقت الحقيقي الفيديو. وصف البروتوكولات التجريبية المثال هنا من المفترض أن تكون نقطة انطلاق لضمان التشغيل السليم لOMT. فمن الممكن أن يعرض تجربة بصرية مختلفة ، وحتى الروائح المختلفة.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Firewire camera	1394store.com	Fire-I board camera BW	4.3mm lens no IR coating
IR LEDs	Small Parts, Inc.
Black spray paint	Rustoleum		Flat black
Black flock paper	Edmund Scientific
Panel system	Caltech		3
Matlab 2006a	Mathworks		Image acquisition toolbox