Böcek Takibi için Harmonik Radar Etiketleri: Hafif, Düşük Maliyetli ve Erişilebilir

Hayvan hareketlerini takip etmek için izleme cihazlarının kullanılması, omurgalıların davranışlarını ve ekolojisini incelemek için uzun zamandır standart bir yaklaşım olmuştur. Bununla birlikte, nispeten yakın zamana kadar, bu izleme yöntemleri, takılması gereken izleme cihazlarının aşırı derecede büyük boyutu ve kütlesi nedeniyle entomologlar için mevcut değildi. Böcek takibi için sağlanan teknoloji arasında radyo telemetrisi, Bluetooth, RFID ve harmonik Radar bulunur.

Bunlardan radyo telemetrisi, daha büyük böcekleri izlemek için en çok kullanılan yöntemdir. İzlenen her böcek için daha uzun algılama aralığı ve benzersiz sinyaller sunar, ancak sınırlı raf ve tarla ömrüne sahip ve genellikle en az 150 miligram ağır olan pahalı etiketler gerektirir. Buna karşılık, harmonik radar etiketleri en azından bir büyüklük sırasına göre daha hafiftir, ucuzdur ve birçok küçük böceğin alan takibine izin veren algılama aralıklarına sahiptir.

Harmonik radar, hem böceğin taşıdığı etikete enerji veren bir sinyal yayan hem de etiket tarafından gönderilen frekansı ikiye katlanmış dönüş sinyalini alan bir alıcı-verici kullanır. Her biri bir Schottky diyot ve nitinol tel ile inşa edilmiş iki boyutta harmonik radar etiketinin nasıl üretileceğini göstereceğiz. Nitinol teli, kritik bir tasarım bileşenidir, çünkü bu tel esnektir, böylece etiketli bir böceğin nispeten serbest hareketine izin verir ve maksimum sinyal dönüşüne izin vererek düz bir yöne kolayca geri döner.

Ayrıca, taşrada kurtarma için pazarlanan kullanıma hazır bir alıcı-vericinin kullanımını da göstereceğiz. Birlikte, ucuz etiketler ve kullanıma hazır alıcı-vericiler, bu böcek izleme tekniğini, böcek davranışını ve ekolojisini incelemek isteyen entomologlar için oldukça erişilebilir hale getirir. Etiket yapmaya, böceklere etiket yapıştırmaya, bu etiketli böcekleri izlemeye değineceğiz ve size bazı temsili izleme sonuçları sunacağız.

İşte etiketlerinizi yapmak için ihtiyaç duyacağınız malzemeler, iki farklı tel ve farklı boyutlarda diyotların yanı sıra çeşitli iletken malzemeler. Deneyimlerimize göre, gümüş epoksinin en güçlü ve en etkili yöntem olduğunu gördük, ancak diğerleri de kullanılabilir. Burada sırasıyla küçük ve büyük etiketlerde kullanılan farklı kalınlıktaki nitinol tellerini görebilirsiniz.

İşte etiketlerimiz için kullanacağımız iki farklı boyutta diyot. Bunlar, etiketlerinizi bir araya getirmek için ihtiyaç duyacağınız araçlardır. 3D baskılı mastarlar, tel kesme ve etiket montajı için kullanılacaktır.

3D baskı tasarımları için ekteki belgeye dikkat edin. İlk olarak, büyük etiketlerin montajını göstereceğiz. Etiket düzeneğinin kritik bir bileşeni, büyük etiket için 8,25 santimetre olan doğru anten uzunluğuna sahip olmaktır.

Ölçüm aparatı, telleri istenen uzunlukta kolay ve tekrarlanabilir bir şekilde kesmek için kullanılır. İlk olarak, teli jig'e bantlıyoruz, teli jig'in etrafına sarıyoruz, hafif gerginliği koruyoruz ve kanaldaki telleri gösterildiği gibi kesiyoruz. Telleri silindirden dikkatlice çıkarmadan önce.

Diyotları tel bağlantısına hazırlamak için diyot ambalajını mikroskoba sabitleyin. Anten bağlantısını kolaylaştırmak için diyotlar kontaklar yukarı bakacak şekilde doğru yöndeyken, kapağı geri çekin ve diyotları çift taraflı bantla çıkarın. Jig'e sabit bir bant.

Kart stoğunu her iki taraftaki diyotlara paralel olarak yerleştirin ve antenin banda yapışmasını önlemek için kenarları düzeltin. Bağlantı hazırlığı sırasında teli diyotun yanına hizalayın ve mikroskop altında, kabloları tek bir elektrik kontağına değecek şekilde konumlandırın. Her ikisine de dokunmamaları önemlidir.

Her kontağa iletken malzeme uygulayın, hem temas noktasını hem de teli kapladığınızdan emin olun. İletken malzemeyi her temas arasına yaymamaya dikkat edin. Her bir kabloyu sabitlemek ve elektrik iletkenliğini sağlamak için iletken malzemeyi gerektiği gibi yeniden uygulayın.

Daha sonra, 4.1 santimetre nitinol tel uzunlukları kullanan küçük etiketin imalatını göstereceğiz. Teli aşırı germemeye dikkat ederek teli bantla jig'e takın. Teli aparatın etrafına sarın.

Ve teli oluk boyunca kesin. Her etiketin bu telin iki segmentini gerektirdiğini unutmayın. Diyotları tutturmaya hazırlamak için, aparatın üzerine çift taraflı bant yerleştirin.

Diyotlar arasında uygun bir boşluk bırakarak diyotları banda aktarın. Kapsam altında, tel ve diyotun hizalanmasını kolaylaştırmak için kontakların yukarı baktığından emin olun. Bunları gerektiği gibi yeniden hizalayın ve hareketi önlemek için banda bastırıldıklarından emin olun.

Teli temas seviyesinde yükseltmek ve telin alttaki banda yapışmasını önlemek için diyotlar boyunca tek taraflı bant yerleştirin. Bandı düzeltin ve kabloları diyotun genel yakınına yerleştirin. Kapsam altında, tel üst üste binmesini önlemek için teli temas noktalarına dikkatli bir şekilde yerleştirin.

İdeal olarak, hizalamanız şu şekilde görünmelidir. Ardından, iletken malzemeyi kontağa ve tele uygulayın ve iletken malzemenin birlikte akmadığından ve diyot düzlemini taşmadığından emin olun. Seçtiğiniz iletken malzeme için talimatlarda belirtilen uygun kürlenme süresinden sonra etiketinizin nasıl görünmesi gerektiği aşağıda açıklanmıştır.

Burada büyük ve küçük etiketi görebilirsiniz. Daha sonra, Queensland longhorn böceğini örnek olarak kullanarak bir böceğe nasıl büyük bir etiket takılacağını göstereceğiz. Etiketleri böceklere sabitlemek için kullanacağınız birden fazla malzeme vardır.

UV ile kürlenmiş yapıştırıcılar kullanarak ataşmanı göstereceğiz. Yaygın olarak kullanılan diğer iki yapıştırıcı, siyanoakrilatlar veya soğuk eriyik yapıştırıcılardır. İlk olarak, bağlantı yerine erişimi kolaylaştırmak için böceği sabitleyin.

Bağlantı bölgesine bir damla yapıştırıcı sürün. Etiketi yönlendirin ve diyotu, elektrik kontakları göğüs kafesine bakacak şekilde yerleştirin. Etiketin konumundan memnun kaldıktan sonra, yapıştırıcıyı toplam 5 ila 10 saniye boyunca çeşitli açılarda bir UV ışığı kullanarak sertleştirin.

Daha sonra Tephritid meyve sineklerine küçük etiket ekini göstereceğiz. Daha küçük etiketler, orta veya küçük böceklerle kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Kavun sineği ve Akdeniz meyve sineği ile etiket ekini göstereceğiz.

Sineklerinizi dört santigrat derecede uyuşturduğunuzdan emin olun. Bir damla yapıştırıcı dağıtın ve etiketi UV yapıştırıcısına batırın. Tam kapsama sağlamak için diyotu yapıştırıcıda yuvarladığınızdan emin olun.

Fazla yapıştırıcının tele yapışmasını önlemek için dikkatli olun. Bağlantı bölgesini göstermek için böceği başparmak ve işaret parmağı arasına sabitleyin. Etiketi yönlendirin ve sinek göğüs kafesinin sırt tarafına uzunlamasına yerleştirin.

Yapışkanı yaymak ve güvenli bir bağlantı sağlamak için etiketi ileri geri hareket ettirin. Yine, etiketin yerleştirilmesinden memnun kaldığınızda, yapıştırıcıyı bir UV ışığı kullanarak sertleştirin. Şimdi etiketleme işlemini tekrar göstereceğiz.

Bu işlem sahada gerçekleştirilirse, diyotun konumundan memnun kalmadan önce yapıştırıcının sertleşmesini önlemek için fazla UV ışığını dışlamanız gerekecektir. Tarladaki böcekleri soğutmak, onları soğuk bir odaya koymak yerine buzla yapılabilir. Yine UV ışığı ile kürleme yaparken, güçlü bir bağlantı sağlamak için birden fazla açıdan kürleyin.

Son olarak, mikroskop altında Akdeniz meyve sineği ile etiket ekini göstereceğiz. Etiketi göğüs kafesinin sırt yüzeyine yerleştirin ve UV ışığı ile kürleyin. Burada etiketli böcek gönderi ekinin örneklerini görüyoruz.

Etiket konumunun, böcek temizleme çabaları tarafından çıkarılmasını önlediğini ve dengeli uçuşu kolaylaştırdığını unutmayın. Sineklerle, kütle merkezine yakın enine bir bağlanmanın, potansiyel olarak sineğin dengesini bozarak, uçuş inhibisyonuna yol açtığını bulduk. Böcek gönderi etiketi ekinin uçuş kabiliyetini kapsamlı bir şekilde test etmek önemlidir.

Tipik olarak, bu bir uçuş tüpünde test edilerek yapılır. Burada, sineklerin uçmaya uygun olduğunu gösteren temsili kalkışları gösteriyoruz. Sineklerin serbestçe hareket ettiğini ve genellikle etiket tarafından engellenmemiş göründüğünü unutmayın.

Ardından, büyük etiketi çalışırken göstereceğiz. Alıcı-vericinin etiketle hizalandığında çıkardığı sese dikkat edin. Ve burada etiketin takılı olduğu böceği görebilirsiniz.

Daha sonra, büyük etiketin aralığını göstereceğiz. Yaklaşık 30 metrede güçlü bir sinyal tespit edilebilir. Maksimum mesafe yaklaşık 60 metredir.

Küçük etiketler çok daha kısa bir aralığa sahiptir. Yaklaşık 10 metrede güçlü bir sinyal tespit edilebilir. Sinyal gücü, alıcı-vericinin etikete olan oryantasyonundan da etkilenir.

Etiket ve alıcı-verici hizalandığında, maksimum sinyalimizi alırız. Ancak, alıcı-vericiyi 90 derece döndürün ve şimdi etiket ve alıcı-verici yanlış hizalanmış ve sinyal zayıflıyor veya hiç almıyoruz. Algılama aralığı ve etiket boyutu, muhtemelen böcek izleme etiketlerinin en önemli iki özelliğidir.

Burada, bu videoda üretilen büyük ve küçük etiketlerin maksimum algılama aralığı için temsili sonuçları gösteriyoruz. Her boyutta 10 etiket açık bir alanda test edildi. Etiketin ve alıcı-vericinin yanlış hizalanması, bitki örtüsü paraziti ile birlikte, genellikle saha koşullarında algılama aralığını azaltır.

Deneyimlerimize göre, ağaç veya tarla bitkilerinde çalışırken daha büyük etiketler için yaklaşık 10 metre ve daha küçük etiketler için beş metrelik bir algılama mesafesi varsayıyoruz. Son olarak, QLB ile temsili bir izleme çalışmasının sonuçlarını paylaşmak istiyoruz. Bu çalışmanın amacı, yetişkin böceklerin çevrede nerede zaman geçirdikleri hakkında çok az şey bilindiği için Queensland longhorn böceğinin hareketini araştırmaktı.

Böcekler şifreli olduklarından, harmonik radar gibi bir izleme tekniği olmadan onları ortamda bulmak oldukça zordur. Bu çalışma, Hawaii'nin Büyük Adası'ndaki bir kukui ağacı standında gerçekleştirildi. Bu çalışma sırasında birden fazla böcek etiketlendi ve serbest bırakıldı.

Bu, bir böceğin beş gün boyunca izlediği yolun bir örneğidir. Böceğin, yüksek kukui ağaçları ve ölü yapraklar da dahil olmak üzere birçok yere kadar izlendiğini unutmayın. Bu, bu çalışmanın önemli bir bulgusuydu.

QLB oldukça şifreli olabilir ve çiftçiler sık sık böceklerin ağaçların etrafında nerede saklandığını sormuşlardır. Bireysel QLB'yi izleyerek, böceklerin genellikle kuru yapraklarda gizlendiğini ve tespit edilmelerini zorlaştırdığını belirleyebildik. Bu protokolde, iki boyutta harmonik radar etiketinin nasıl üretileceğini gösterdik.

Ek olarak, bu etiketlerin UV ile kürlenmiş yapıştırıcılar kullanılarak böceklere nasıl yapıştırılacağını gösterdik ve sinyal algılama aralığını gösterdik. Bu protokol, minimum özel laboratuvar ekipmanı ile birçok düşük maliyetli HR etiketinin kolaylaştırılmış üretimine izin verecek şekilde rafine edilmiştir. Ek olarak, protokol, bir diseksiyon kapsamı altında nesneleri manipüle etme deneyimi olan araştırmacılar tarafından erişilebilir olmalıdır.

Daha küçük etiketler oluşturmaya çalışmadan önce diyotları manipüle etme ve iletken yapıştırıcıyı uygulama becerilerini geliştirmek için daha büyük etiketlerle başlamanızı öneririz. İzlediğiniz için teşekkür ederiz ve umarız bu video yardımcı olmuştur. Sorularınız varsa lütfen bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin.