이 시스템과 프로토콜은 최소한의 인간 개입으로 매핑하여 파리의 물리 시스템을 분석하도록 설계되었습니다. 시스템과 프로토콜을 통해 우리는 비행 크기의 시각적 공간이 어떻게 구성되는지 정확하게 알 수 있습니다. 시스템의 장점은 재현성과 매핑 속도입니다.
복합 눈 연구는 동물 시력 연구의 중요한 부분이며 인공 눈을 생성 한 몇 가지 기술 혁신에 영감을 불어 넣었습니다. 우리는 복합 눈을 스캔하기위한 자동 장치를 구축하고 테스트하는 방법에 대한 예제를 설정했습니다. 부품을 하나로 모으는 알고리즘 개발에 대한 세부 사항은 특별한주의가 필요합니다.
실험실에서 사육 된 인구에서 파리를 수집하는 것으로 시작하십시오. 튜브가 상부에 4 밀리미터의 외부 직경과 2.5 밀리미터의 내부 직경을 갖도록 상부에서 여섯 밀리미터를 절단하여 구속 튜브를 준비하십시오. 절단 된 튜브 안에 파리를 넣고 튜브를 면화로 밀봉하여 파리의 손상을 방지하십시오.
그런 다음 머리가 튜브에서 튀어 나와 신체가 튜브에 구속되도록 파리를 밀어 넣으십시오. 밀랍을 사용하여 눈이 드러나지 않은 상태에서 머리를 고정시킵니다. 완료되면 튜브를 잘라 10 밀리미터의 길이를 달성하십시오.
그런 다음 파리가 들어있는 플라스틱 튜브를 황동 홀더에 놓고 파리의 한쪽 눈은 위쪽을 향하게하고 홀더는 탁자 위에 놓습니다. 원고에 설명 된대로 현미경에서 튜브의 방향을 조정하여 설정에 의해 허용되는 방위각 및 고도 범위 내에서 전체 눈을 스캔하십시오. 방위각 회전 스테이지에 정렬 핀을 장착하여 팁의 X-Y 위치를 전동 스테이지의 방위각 축과 일치하도록 조정할 수 있도록 현미경을 설정합니다.
5X 조준이 장착된 현미경으로 보는 동안 Z축 조이스틱을 사용하여 팁에 초점을 맞춥니다. 그런 다음 방위각 축의 X-Y 조정을 현미경의 광축에 맞추고 X 및 Y 축 조이스틱을 사용하여 고도 및 방위각 회전 축이 중앙 핀과 미리 정렬되도록하십시오. 방위각과 고도 조이스틱을 조작하여 핀이 자유도에 대해 중앙에 있는지 확인합니다.
중앙에 잘 배치되면 핀 팁은 방위각 및 고도 회전 중에 동일한 위치에 유지됩니다. 파리를 0도의 고도 단계와 방위각 단계의 홀더로 정렬하고 장착하십시오. 그런 다음 현미경으로 파리의 눈을 관찰하십시오.
조명 LED를 켠 후 플라이의 수평 위치를 조정하여 의사 동공의 중심을 정렬합니다. 그런 다음 홀더의 회전 나사를 사용하여 의사 동공의 수직 위치를 변경하여 깊은 의사 동공이 고도 축 수준에서 초점을 맞 춥니 다. 다음으로, 방위각 및 고도 축에 대해 깊은 의사 동공을 시야각에 중심을 두어 정렬하십시오.
설정이 준비되면 현미경에 장착 된 디지털 카메라로보기를 전환하고 모터 컨트롤러 및 Arduino LED 컨트롤러 초기화를 포함하여 그레이스 시스템의 소프트웨어 초기화를 실행하십시오. 이렇게 하려면 MATLAB 버전 2020a 이상 버전을 열고 MATLAB 스크립트를 실행합니다. 컴퓨터 화면에서 파리의 의사 동공이 투영 된 이미지의 중앙에 있는지 확인하십시오.
Z축 조이스틱을 사용하여 각막 유사 동공의 수준으로 초점을 맞춥니다. 초점이 정렬되면 자동 초점 알고리즘을 실행하여 각막 수준에서 선명한 이미지를 얻습니다. 그런 다음 전동 Z축 스테이지를 조정하여 초점을 깊은 의사 동공 수준으로 되돌립니다.
깊은 의사 동공과 각막 의사 동공 사이의 거리를 저장하십시오. 다음으로, 자동 센터링 알고리즘으로 의사 동공 중심화를 미세 조정한 다음 초점을 각막 의사 동공 수준으로 되돌립니다. 자동 초점 알고리즘을 다시 실행하고 현재 위치에서 전동 스테이지를 제로로 만듭니다.
눈을 스캔하는 동안 스캔 알고리즘을 실행하여 자동 센터링 및 자동 초점 알고리즘을 수행하는 동안 다섯 단계 단계로 궤적을 따라 눈 이미지를 샘플링합니다. 샘플링 후 LED 및 모터 컨트롤러를 끕니다. 나중에 이미지 처리 알고리즘을 적용하여 이미지를 처리합니다.
플라이 아이의 광학 연구에서, 눈 표면 레벨에서의 이미지는 활성화 된 상태에서의 패싯 반사 및 안료 과립 반사를 보여줍니다. 눈 곡률의 중심 수준에서 촬영된 이미지는 사다리꼴 패턴에서 광수용체 세포의 배열이 패싯 렌즈의 초점면 부근에 위치하는 원위 끝과 함께 반사되는 것을 예시하였다. 두 개의 연속적인 이미지들이 상관되어 패싯 패턴의 번역의 변화를 결정하였다.
눈을 가로 질러 스캔하는 동안 찍은 이미지는 패싯 중심과 함께 표시됩니다. 다섯 도의 방위각 회전 후, 후속 이미지가 여기에 예시된다. 중심 절차는 모든 패싯을 식별할 수 없습니다.
사소한 표면 불규칙성 또는 먼지 사양으로 인한 낮은 국소 반사율은 잘못된 중심을 초래했습니다. 오류는 빠른 푸리에 변환을 계산하여 해결되었습니다. 고조파의 첫 번째 링은 파란색, 빨간색 및 녹색 선으로 표시된 세 가지 방향을 정의합니다.
세 방향을 따라 고조파의 역 변환은 회색 밴드를 산출했다. Housefly의 오른쪽 눈은 정면에서 측면으로 24 단계로 스캔되었습니다. 이미지는 패싯의 어셈블리를 Voronoi 다이어그램으로 보여줍니다.
스캔이 시작될 때, goniometric 시스템의 회전 중심에서 플라이 아이의 깊은 의사 동공의 조정에 특별한주의를 기울여야합니다. 여기서 우리는 epi-illumination microscopy를 적용합니다. 이 방법은 반사 의사 동공이없는 곤충을 연구하기 위해 형광 현미경으로 간단하게 확장 될 수 있습니다.
눈의 시각적 축 분포에 대한 양적 지식은 사냥, 짝짓기 또는 포식자 탐지와 같은 특정 작업에 물리 시스템이 어떻게 최적화되어 있는지 이해할 수있게합니다.
