Bu protokol, bir böcek-makine hibrit sistemi oluşturma ve uçan bir böceğin dönme hareketini kontrol etmek için gerekli olan uçuş kaslarının kablosuz elektrik stimülasyonunu gerçekleştirme sürecini tanımlar.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Böcek-makine Hibrid Sistem: Serbest Uçan Beetle Uzaktan Radyo Kontrol (
Bu makalede
Özet
Özet
radyo özellikli dijital elektronik cihazların yükselişi de uçuş böcek davranışlarını incelemek için küçük kablosuz nöromüsküler kaydediciler ve uyarıcıların kullanımı teşvik etti. Bu teknoloji bu protokolü açıklanan yaşayan bir böcek platformu kullanarak bir böcek-makine hibrid sisteminin geliştirilmesini sağlar. Ayrıca, bu protokol ve sistem konfigürasyonu zincirlenmemiş böcek uçuş kaslarının fonksiyonunu değerlendirmek için ücretsiz bir uçuş deneysel prosedürler sunar. gösteri için, kontrol ve uçan böcek sol veya sağ dönüm elde etmek için üçüncü aksiller sclerite (3AX) kas hedef. Ince gümüş tel elektrot böceği her tarafta 3AX kası üzerine yerleştirildi. Bunlar kablosuz sırt çantası çıkışlarına bağlı idi (yani, bir nöromusküler elektrik uyarıcısı) böceği Fosilden üzerine monte edilmiş. kas (sol veya sağ) stimülasyon tarafını alternatif veya stimulatio değiştirilerek serbest uçuşta uyarıldıN frekansı. kas uyarılır ve giderek artan sıklıkta bir kademeli tepki sergiledi zaman böceği ipsilateral tarafa döndü. implantasyon süreci ve 3 boyutlu hareket yakalama kamera sistemi hacim kalibrasyonu, sırasıyla kas zarar ve işaretleyici izini kaybetmemek için dikkatli yürütülen gerekir. serbest uçuş ilgi uçuş kas fonksiyonlarını ortaya çıkarmak için yardımcı olur Bu yöntem, böcek uçuşu incelemek için son derece faydalıdır.
Giriş
Genellikle siborg böceği veya biyobot olarak adlandırılan bir böcek-makine hibrit sistemi, canlı bir böcek platformunun minyatür monte edilmiş bir elektronik cihazla birleştirilmesidir. Uzaktaki bir kullanıcı tarafından kablosuz olarak komut verilen elektronik cihaz, kullanıcının istediği motor eylemleri ve davranışları indüklemek için implante edilmiş tel elektrotlar aracılığıyla böcekteki nöromüsküler bölgeleri elektriksel olarak uyarmak için bir elektrik sinyali verir. Bu araştırma alanının ilk aşamalarında, araştırmacılar, yüzeye montebileşenlerden 1-3 oluşan basit analog devreleri kullanarak bir böceğin kas hareketinin kablosuz kaydını yapmakla sınırlı....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Protokol
1. Çalışma Hayvan
- Arka bireysel Mecynorrhina torquata böcekleri ahşap pelet yatak ile ayrı plastik kaplarda (6 cm, 8 g).
- Her böceği şeker jöle (12 ml) 3 günde bir fincan besleyin.
- sırasıyla 25 ° C ve% 60 balık yetiştirme oda sıcaklığı ve nem tutun.
- ince tel elektrotlar implante önce her böceğin uçuş kapasitesini test edin.
- Yavaşça havaya bir böcek atmak. böceği 5 ardışık denemeler için daha uzun 10 saniye uçabilir ise böceği normal uçuş yetenekleri olduğu sonucuna varıldı ve sonraki uçuş deneyleri için kullanır. koyu hale getirmek için odadaki tüm ışıkları kapatın, böceği hatırlamak için. Bu uçuş sonlandırmak böceği n....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Sonuçlar
Elektrot yerleştirme işlemi Şekil 2'de sunulmuştur ince gümüş tel elektrotlar kas (Şekil 2d - e) yumuşak manikür deldi küçük deliklerden böceği 3AX kasına implante edildi.. Bu yumuşak manikür metepisternum ön kısmını çıkardıktan sonra sadece basalar kas apodema üzerinde bulunan (Şekil 2d - c). Elektrotlar daha sonra balmumu (Şekil 2f) kullanılarak güvence altına alınmıştır.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tartışma
bu deney güvenilirliğini etkileyen olarak implantasyon süreci önemlidir. Elektrotlar 3 mm böceği (yakın kas temas kaçınarak) boyutuna bağlı olarak ya da daha az bir derinlikte de kas içine yerleştirilmelidir. Elektrotlar yakın kasları dokunursanız, istenmeyen motorlu eylem ve davranışlar yakın kasların kasılması nedeniyle oluşabilir. iki elektrot iyi hiçbir kısa devre meydana sağlamak için aynı hizada olmalıdır. erime ve bir havya kullanarak balmumu yeniden düzenlenerek zaman Deneyciler dikkatli olmak ve kas kas bir arı.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Açıklamalar
Yazarlar herhangi bir çıkar çatışması olmadığını beyan eder.
Teşekkürler
Bu materyal, Nanyang Yardımcı Doçentliği (NAP, M4080740), Bilim, Teknoloji ve Araştırma Ajansı (A*STAR) Kamu Sektörü Araştırma Fonu (PSF, M4070190), A*STAR-JST (Japonya Bilim ve Teknoloji Ajansı) ortak hibesi (M4070198) ve Singapur Eğitim Bakanlığı (MOE2013-T2-2-049) tarafından desteklenen çalışmalara dayanmaktadır. Yazarlar, araştırma tesislerinin kurulması ve sürdürülmesindeki destekleri için MAE Okulu'ndan Bay Roger Tan Kay Chia, Prof. Low Kin Huat, Bay Poon Kee Chun, Bay Chew Hock See, Bay Lam Kim Kheong ve Dr. Mao Shixin'e teşekkür eder. Yazarlar, tavsiyesi ve tartışması için Prof. Michel Maharbiz'e (U.C. Berkeley), Prof. Kris Pister ve grubuna (U.C. Berkeley) bu....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Malzemeler
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Mecynorrhina torquata böceği | Böcek Krallığı Tayvan | 10 g, 8 cm, ödeme yük kapasitesi vücut kütlesinin% 30'udur Singapur Tarım-Gıda ve Veterinerlik Otoritesi (AVA; GTİP kodu: 01069000, ürün kodu: ALV002). | |
| Kablosuz sırt çantası stimülatörü | Özel | TI CC2431 micocontroler Kart, Prof. Kris Pister'ın GINA kartına dayalı olarak özel olarak üretilmiştir. S Laboratuvarı. GINA kartının düzeni şu adreste bulunabilir https://openwsn.atlassian.net/wiki/display/OW/GINA | |
| Wii Uzaktan kumanda | Nintendo | Bluetooth uzaktan kumanda, komutu operatör dizüstü bilgisayarına göndermek için | |
| BeetleCommander v1.8 | Custom. UC Berkeley'deki Maharbiz grubu ve NTU'daki | Sırt çantası ile operatör dizüstü bilgisayarının kablosuz iletişimini kurun. Uyaran parametrelerini yapılandırın ve konumsal verileri kaydedin. Uçuş verilerini görselleştirin. | |
| GINA baz istasyonu | UC Berkeley | TI MSP430F2618 ve AT86RF231'deki | |
| Hareket yakalama sistemi | VICON | T160 | 8 m x 12,5 m x 8 m uçuş alanı için 4 kamera |
| Hareket yakalama sistemi | VICON | T40s | 12,5 x 8 m uçuş alanı için 4 kamera |
| Mikro pil | Fullriver | 201013HS10C | 3.7V, 10 mAh |
| Retro yansıtıcı bant | Reflexite | V92-1549-010150 | V92 yansıtıcı bant, gümüş renk |
| PFA İzoleli Gümüş Tel | A-M sistemleri | 786000 | 127 ve mikro; m çıplak, 177.8 &mikro; m kaplamalı, uçlarda açıkta kalan 3 mm çıplak gümüş alev |
| SMT Mikro Başlık | SAMTEC | FTSH-110-01-L-DV | 0,3 mm x 6 mm, elektrodu PCB başlığına sabitlemek için 3 mm uzunluğunda bir kaydırıcı yapmak için bükün. |
| Balmumu | Elektrotları sabitleyin | ||
| Diş Balmumu | Vertex | Böceği hareketsiz hale getirin | |
| Böcek pimi | ROBOZ | RS-6082-30 | Boyut 00; 0,3 mm Çubuk çapı; 0,03 mm uç genişliği; 38 mm Uzunluk Kütikül |
| Cımbızlarında | DUMONT | RS-5015 | Desen #5; .05 mm x .01 mm Uç Boyutu; 110 mm Uzunluk Diseksiyon ve implantasyon Makası |
| ROBOZ | RS-5620 | Vannas Mikro Diseksiyon Yaylı Makas; Düz; 3 mm kesme kenarı; 0.1 mm Uç Genişliği; 3" Toplam Uzunluk Diseksiyon ve implantasyon | |
| İçilebilir havya | DAIYO | DS241 | Reflow balmumu |
| Ocak gözü | CORNING | PC-400D | Eriyen balmumu ve diş mumu |
| Floresan lamba | Philips | TL5 14W | 30 panel (60 x 60 cm2) ile tüm uçuş alanını aydınlatın. Her panelde 3 lamba bulunur. 14 W, 549 mm x 17 mm |
Kaynaklar
- Kutsch, W., Schwarz, G., Fischer, H., Kautz, H. Wireless Transmission of Muscle Potentials During Free Flight of a Locust. J. Exp. Biol. 185 (1), 367-373 (1993).
- Fischer, H., Kautz, H., Kutsch, W. A Ra....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yeniden basım ve izinler
