Простой полет Мельница для изучения привязных Полет в Насекомые

Резюме

Flight in insects is influenced by a number of factors and the propensity to disperse is an important variable in understanding insect ecology and biological control strategies. We describe the construction and use of a simple, relatively inexpensive, and flexible flight mill for measuring parameters of tethered flight in insects.

Аннотация

Flight in insects can be long-range migratory flights, intermediate-range dispersal flights, or short-range host-seeking flights. Previous studies have shown that flight mills are valuable tools for the experimental study of insect flight behavior, allowing researchers to examine how factors such as age, host plants, or population source can influence an insects' propensity to disperse. Flight mills allow researchers to measure components of flight such as speed and distance flown. Lack of detailed information about how to build such a device can make their construction appear to be prohibitively complex. We present a simple and relatively inexpensive flight mill for the study of tethered flight in insects. Experimental insects can be tethered with non-toxic adhesives and revolve around an axis by means of a very low friction magnetic bearing. The mill is designed for the study of flight in controlled conditions as it can be used inside an incubator or environmental chamber. The strongest points are the very simple electronic circuitry, the design that allows sixteen insects to fly simultaneously allowing the collection and analysis of a large number of samples in a short time and the potential to use the device in a very limited workspace. This design is extremely flexible, and we have adjusted the mill to accommodate different species of insects of various sizes.

Введение

Несколько лабораторные методы были разработаны для изучения насекомых поведения полета ^1,2. Они варьируются от простых статических привязывать ^3,4 до сложных устройств, которые позволяют большую свободу передвижения для привязного насекомого ^5. На сегодняшний день полета камер ^6-9 представляют устройства, позволяющие высокий уровень свободы полета в контролируемых условиях. Этот метод имеет два основных недостатка: трудно использовать для изучения крупных насекомых и ручной процедуры сбора данных занимает много времени.

Летные мельницы представляют собой одну из наиболее распространенных и доступных методов для изучения полета насекомых в лабораторных условиях ^10-12. Этот метод является предпочтительным статического привязывать, потому что он предлагает двигаться стимулов ^13, но он отличается от свободного полета поведенческая реакция ^14-16. Некоторые аспекты поведения полета на мельнице и в дикой природе similaг ^5,17 так что, несмотря на некоторые ограничения, полет мельницы представляют собой жизнеспособный вариант для расследования вопросов, касающихся возникновения конкретных ответов поведения полет, как и в случае миграционной типа полета. Кроме того, полет мельницы легче реализовать, чем в аэродинамических трубах или летных камер и сбор данных может быть легко автоматизирован. Таким образом, исследователи, заинтересованные в поведении полета часто обнаруживают, что полет мельницы являются лучшим выбором, но должны быть осведомлены о потенциальных ограничениях метода. Вот, гибкий и настраиваемый дизайн полет мельница представлены для исследователей, которые решили использовать полета мельницы для расследования поведения полета.

Некоторые авторы описывают альтернативные проекты полета стана. В общем основной части мельницы системы полета, то есть, руки поворотного стана, довольно просто реализовать. Меньше просто является электронная часть полета мельницы системы, которая позволяет запись данных. Работа с элectronic схемы дизайн может быть сложным, особенно для энтомолога или поведенческого эколога хватает в фоновых знаний электроники. Некоторые авторы описывают сложный или устаревшую компонента электронной схемы в их полета мельницы дизайна ^18-21 или описания электронной части полета мельницы пропавшего ^22,23. Другие проекты описать сложные механически actographs, которые довольно сложно понять, но может помочь следователям провести более сложные поведенческие наблюдения ^5.

В этой статье конструкция для простой, чтобы построить, относительно недорогая мельница полета для изучения привязной полет насекомых описано. Вместе с чрезвычайно простой электронный компонент, конструкция имеет ряд преимуществ. Полет мельница предназначена для использования в стесненных пространствах с обычно доступных в стандартной Экология насекомых лаборатории. Конструкция выполнена из прозрачного акрилового рLastic так, что один источник света может достигнуть равномерного каждого человека в отдельных камерах мельницы. Учитывая прозрачность материала и небольшого размера, полет мельница может быть использована в инкубаторе для стандартных условиях освещения и температуры. И, наконец, вся структура может быть собрана и разобрана легко и после того, как в разобранном, его можно хранить в небольшом пространстве. Еще одно преимущество конструкции структуры является то, что полет мельница может быть изменена, чтобы изучение насекомых разного размера и с использованием различных расстояний революции. Этот полет мельница была использована для сбора данных о насекомых, различных по размеру и форме, как молочая ошибок, Oncopeltus fasciatus ²⁴ Кудзу ошибки, Megacopta cribraria, и хоронить жуков, Nicrophorus vespilloides. Конструкция полета мельница также позволяет высокой пропускной сайте требуется для исследований, требующих больших объемов выборки. Данные могут быть получены с использованием 8 одновременных каналов для каждого из регистраторов данных UСЭД, так что большое количество лиц могут анализироваться одновременно и большое количество образцов могут быть обработаны в тот же день. Нет дорогое программное обеспечение не требуется, чтобы записать и визуализировать данные и пользовательские написанный сценарий для анализа данных могут быть изменены в соответствии с конкретными потребностями экспериментального проектирования. Ответ полета сильно варьирует у разных видов насекомых. Таким образом, перед проведением полного эксперимент полета мельница, предварительные испытания на ответ полета фокальной модели насекомых рекомендуется. Это позволит обеспечить понимание степени поведенческого изменения в ответ полета, который будет использоваться для тонкой настройки аспектов анализа полета, таких как время записи или Диапазон скоростей полета.

протокол

1. Построить Flight Mill

1. Построить структуру поддержки акрилового пластика:
   1. Сокращение толщиной 3 мм прозрачного акрилового листа в двух внешних вертикальных стен, один центральный вертикальная стенка и пять горизонтальных полок, как указано в схеме, показанной на рисунке 1.
   2. Сборка путем вставки полки (фиг.1 и 2; HS) в вертикальных стенок (фиг.1 и 2; OW и CW), чтобы сформировать опорную конструкцию (фиг.2А).
   3. Укрепление структуры путем вставки столбцов полистирола в наружных углах на задней стороне устройства (фиг.2А и фиг.2С). Если требуется, клей короткие куски прямоугольных ребер-покровителей вдоль центральных узлов вертикальной стене, чтобы обеспечить дополнительную поддержку для горизонтальных полок.
2. Построить pivotinг рычажный узел:
   1. Клей 5 см длины 1 см в диаметре пластиковой трубки в верхней центральной части каждой ячейки. Клей 2 см длиной 1 см диаметр пластиковой трубки в центре нижней части каждой ячейки, убедившись, что верхняя и нижняя трубы в каждой ячейке выравнивается. Использование горячего клея, прикрепите два 10 мм х 4 мм неодимовые магниты N42 до конца каждой опоры, образуя магнитный подшипник для руки комбината.
   2. Вставьте штифт в энтомологических пипетки 20 мкл и закрепить в месте с горячим клеем. Поместите штифт таким образом, чтобы оба конца выступать из пипетки, чтобы сформировать каркас полета мельнице.
      Примечание: Во время испытаний полета, в верхней части штифта удерживается на месте с помощью верхней набора магнитов. В нижней набор магнитов для поддержания арматуру в вертикальном положении, что позволяет вращаться вокруг своей оси.
   3. Вырезать 24 см длины 19 калибра немагнитного подкожной стальных труб. Использование горячего клея, прикрепите центральную точку в верхней части пипетки FROM шаг 1.2.2. Изгиб один конец трубки в 2 см от конца под углом 95 °, в результате чего длинное плечо 12 см от центральной точки и короткое плечо с 10 см радиусу от центра к изгибу (Фигура 2В).
      Примечание: Длина радиус может изменяться для того, чтобы вместить различные расстояния революции.
3. Настройка ИК-датчик и регистратор данных:
   1. Закрепите датчики ИК вечным сторон каждой ячейки, используя многоразовые клейкой замазку, что позволяет датчик, чтобы расширить в клетку через отверстия нарезать внешнего вертикальных опор стены (рисунок 2в).
   2. Подключите датчики ИК в течение регистраторов данных через очень простой электронной схемы, построенной на беспаечное плате (рис 3). Соединение двух резисторов 180 Ω и 2,2 кОм, соответственно, на входе и выходе ИК связи на плате (рис 3а, б). Поместите резисторов Alternate ряды вдоль плате, чтобы минимизировать капель в сигнал напряжения во время записи с нескольких датчиков (рис 3C).

2. Летные испытания

1. Привязанный насекомых к полету мельницы руку косвенно, через насекомых штифта
   1. Поместите небольшое флаг фольги на конце отогнутым конце поворотного рычага, чтобы максимизировать нарушение ИК-луча в датчике и действовать в качестве противовеса.
   2. В зависимости от размера и кутикулы области насекомого, доступных для прикрепления, прикрепить экспериментальный насекомое насекомых контактный многоразовые клейкой замазкой или нетоксичного клея кожи. При необходимости, обезболить насекомое либо охлаждения или _CO 2.
   3. Плесень небольшое количество клея шпатлевки вокруг округлой кончике пальца энтомологического и покрыть ее с каплей нетоксичного клея кожи. Осторожно применять на площади переднеспинки и ждать 5-10s, пока клей не высохнет.
      Примечание: процедуру в шаге 2.1.3 подходит для насекомых с твердым (жук, жуки) или мягкие (ос, мух) кутикулы. Насекомые с волосатой кутикулы (моли, бабочек) должны иметь волосы осторожно удаляют с очень тонкой кистью до модема.
   4. Вставьте штифт с насекомыми прилагается в изогнутого конца поворотного рычага в сборе.
   5. После тест полет закончился, удалить привязывать с тонкой силы р.
      Примечание: Регистратор данных создана и приобретение оптимизирован следующим для конкретного оборудования, перечисленных в таблице материалов и должны быть скорректированы для использования с альтернативной оборудования.
2. Инициировать сеанс записи со свободно доступного программного обеспечения WinDAQ Lite
   1. Скачать и установить бесплатное программное обеспечение WinDAQ Lite (см список оборудования).
   2. Откройте аппаратный менеджер инструмент, выберите регистратор данных от всплывающего списка и нажмите "Start Windaq. Новое окно откроется, и вход знакаль от каждого датчика будет показан.
   3. Выберите нужную частоту дискретизации, при которой регистратор данных считывает и отображает выход датчика.
      Примечание: Частота дискретизации будет зависеть от скорости полета насекомого, однако частоту выборки, начиная от 30-45 Гц будет достаточно быстро, чтобы захватить полет малых и средних размеров насекомых.
   4. Нажмите Ctrl-F4, чтобы начать сеанс записи. Выберите путь назначения файла записи в первом всплывающем окне. Выберите подходящий период времени для записи полета для конкретного насекомого и эксперимента. Определить время записи во втором всплывающем окне. После того, как время записи прошедшее нажмите Ctrl-S, чтобы завершить записанный файл.
3. Проверьте качество записи.
   1. Откройте записанный трек полета и выбрать канал напряжения. Нажмите Ctrl-T, чтобы открыть всплывающее окно со статистикой напряжения для каждого канала.
   2. Убедитесь, что нет крупные каплив минимумов значение в результате падения напряжения на контуре (рис 4). Откажитесь от любых каналов, в которых разница между средним и минимальным канала напряжение больше, чем 0,1 В.
4. Сохраните файл в формате .csv *: Выберите Файл> Сохранить как и в всплывающем окне выбрать "Spreadsheet печать (CSV)". В «Комментарии» с таблицами всплывающем окне выберите "относительного времени" и снимите флажок все другие варианты. Нажмите кнопку ОК, чтобы сохранить файл.

3. Анализ данных с помощью Flight Python 3.4.x

1. Установите последнюю версию Python 3.4.x. Скачать архив Python_scripts.zip (Справочная файлы), откройте его и сохраните standardize_peaks.py и flight_analysis.py на рабочий стол.
2. Стандартизация и выберите пики в записываемый сигналследующим образом
   1. Щелкните правой кнопкой мыши на иконку standardize_peaks.py. Выберите "Открыть с IDLE».
      Примечание: IDLE редактор по умолчанию для Python, но любой текстовый редактор может быть использован для этой цели.
   2. В линиях 18-19, укажите пороговые значения около среднего напряжения, используемого для выполнения стандартизации сигнала напряжения для каждого канала.
      Примечание: Значения по умолчанию устанавливаются для доставки тонкую настройку сигнала стандартизации, но пользователь может определить любое требуемое пороговое значение в соответствии со значением среднего напряжения для каждого канала. Они могут быть найдены в окне статистики напряжения (см шаг 2,3).
   3. В линии 45, введите путь к папке, в которой записанный * .CSV сохранен файл.
   4. В линию 91, введите путь к папке, в которой вы хотите записать пик файл * .txt.
   5. В строке 61 и строке 72, указать количество каналов, необходимых. Добавить или удалить каналы, удалив # в начале строки 61-63 и 72-74 до максмум 8 каналов.
   6. Сохраните файл и запустить скрипт, нажав клавишу F5.
   7. Введите имя файла * .csv (с любыми дополнительными вложенных папок), чтобы во всплывающем окне и нажмите возвращения, чтобы сохранить новый файл * .txt с стандартизированных сигналов в указанной папке.
      Примечание: В зависимости от количества каналов, используемых н, этот файл содержит N + 1 столбцов: первый столбец относительное время события выборки, другие п столбцов представляют базовые и пики события из п каналов, используемых для записи. Значение 0 представляет напряжение на базе, в то время как значение 1 представляет собой пик, полученный при прохождении флага через ИК-датчик.
3. Анализ трек полета с использованием стандартной файл: Редактирование flight_analysis.py скрипт для размещения пользовательских экспериментальные условия:
   1. Щелкните правой кнопкой мыши на иконку flight_analysis.py. Выберите "Открыть с IDLE».
   2. В соответствии 39 и линия 80 регулировки длиныпути кругового полета в соответствии с радиусом плеча.
   3. При необходимости, активировать дополнительный поправочный скорость цикл, удалив # в строках 50-52. Изменить значение скорости соответственно.
   4. В соответствии 77 и линии 85, измените порог скорости и значения промежуток времени для коррекции показаний ложных скорость в пути полета и зарегистрированы в течение очень коротких промежутков времени, происходящие между двумя последовательными длинными непрерывными летающих поединков.
   5. В строке 198 укажите общее время записи в секундах. Изменение диапазона значений в выходных линий от линии 287 и далее.
      Примечание: диапазоны по умолчанию могут быть изменены в соответствии с экспериментальными требованиям пользователей. Для того, чтобы сделать это, все численные значения внутри функции (включая те, в имени переменной, например, в переменной "flight_300_900") должны быть изменены до требуемого значения.
   6. В линии 248 типа путь к папке, в которой * .txt стандартизированный файл сохраняется.
   7. Укажите количествоканалов. Добавить или удалить каналы, добавляя или удаляя # в начале строк 257-259, 270-272 и линии линий 279-281 до максимум 8 каналов.
   8. В соответствии 304 укажите путь к папке, в которой вы хотите сохранить выходные файлы.
   9. После того, как все пользовательские настройки задаются, сохраните файл и запустить скрипт, нажав клавишу F5.
   10. Введите имя файла * .txt для анализа (с любыми дополнительными вложенных папок) в всплывающем окне и нажмите возвращения.

Результаты

Фиг.5 показывает репрезентативные примеры типа графиков, которые могут быть получены с помощью сценариев, описанных в предыдущем разделе. Летные данные были получены из экспериментальных работ, проводимых на кафедре зоологии в университете Кембриджа, используя хоронить жука Nicrophorus vespilloides как модель (Attisano, неопубликованные данные). Два молодых Разъединенные самцы около 20 дней в возрасте были привязаны к полету мельниц и размещены в контролируемых условиях окружающей среды 14:10 L: D и 21 ° C. Жуки остались в стане полета на 8 часов подряд и полет была записана. ВКЛ анализа экрана и графического вывода позволяют решить индивидуальные различия в структуре деятельности полет. Например, первый мужчина (5А), показали сильную активность полета в течение первого часа записи, характеризуется высокой скоростью и непрерывного полета, который продолжался около трех часов. Чтпродлевается фаза деятельность характеризуется постепенным снижением скорости от 1,6 м / с до около 1 м / с, что. После первоначального полета бой, индивидуальный показали почти периодическое картина относительно короткого полета приступы продолжительность каждого около 10-15 минут. Второй мужчина показал совсем другую картину полета с развевающимися поединков, которые никогда не превышали длительность 15-20 минут (рис 5б). В этой персоны полет деятельность характеризуется широким распространением летающих поединков в первые 4 часа записи, после чего его деятельность становится почти периодическое. Этот человек также представлены очень низкую скорость полета, что лишь изредка превысило 0,4 м / с.

Другой представитель пример был получен с помощью иной модели насекомых, молочая ошибка Oncopeltus fasciatus. Данные были собраны в ходе исследования на миграционного поведения и физиологического ответа на пищевой стресс в молочая ошибка женщин ^24. В этом исследованиивремя записи было установлено на один час для того, чтобы охарактеризовать женщин, как мигранты или жители. Эти поведенческие типы характеризуются "все или ничего" ответ. Миграционные женщины участвовать в длительных и непрерывных полетов, как правило, длится в течение нескольких часов, в то время как резиденты женщины никогда не показывают активность полета дольше, чем несколько минут. Таким образом, мигрант женщина покажет схемы полета, как на рисунке 6A, в то время как житель женщина будет характеризоваться передвижение шаблону, как на рисунке 6B.

Рисунок 1. Конфигурация Дизайн для акриловой структуре пластика поддержки. Структура поддержки акрилового пластика для полета мельниц, построенных из трех различных компонентов. Есть два внешних вертикальных стен (OW), содержащие оба слота для полок и отверстие для размещения Sens ИКПРС (А). Существует один центральный вертикальная стенка (CW) с прорезями для полок. И есть 5 горизонтальных полок (HS) с прорезями для стен. Магнитное стержень приклеен к горизонтальным полках в положение B. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 2. Собранные полета мельницу. (А) Акриловая структура пластика поддержка собраны скольжения пять горизонтальных полок (ГС) в пазы в двух внешних стен (OW) и центральной стене (ХО), в результате чего в структуре с 8 отдельных ячеек, каждая содержащий магнитный стержнем и датчиком ИК, позволяя в течение 8 особей на посадку, в то же время. (Б) Поворотный рычаг, к которому насекомые привязаны могут быть построены с accomm Odate различных размеров и морфологии насекомых. (С) в качестве привязанного насекомого перемещает руку сводной приостановлено между магнитами, флаг фольга на другом конце рычага активизирует ИК-датчик (стрелка). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 3. Проектирование схемы подключения датчиков ИК к регистратору данных. (А) Простая схема подключения входной сигнал от ИК датчика до регистратора данных. (Б) каждый регистратор данных может быть приведен и подключен к регистратору данных с помощью беспаечное плате с помощью диаграммы. (C) множества датчиков могут быть подключены к одному регистратора данных, используя тот же макет.large.jpg "целевых =" _blank "> Нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 4. Примеры записанных событий полета. Пика напряжения представляют полные обороты руку летного комбината. (A) высокое качество записи о концерте полета, не перепадов напряжения в записанном сигнале. (B) события полета с падением напряжения в записанном сигнале. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 5. Представитель полетных данных из жуки-могильщики Nicrophorus vespilloides. Индивидуальная изменчивость в полетеповедение легко распознать в записях полета. (А) Один человек полетел непрерывно в течение примерно трех часов после начала судебного разбирательства, а затем вылетел периодически на высокой скорости в течение остальной части судебного разбирательства. (B) поведение индивида отличается тем, что этот жук летал только спорадически на протяжении судебного разбирательства и не летал на высоких скоростях видел в личности в панели A (обратите внимание на разницу в масштабах по оси Y). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 6. Типичные полетных данных из молочая ошибка Oncopeltus fasciatus. Два различных моделей поведения отчетливо наблюдаются между записями данных полета. (А ) Эта запись является типичным типом поведения полета видели в миграционных лиц. Миграционные лица, летать на относительно постоянной скоростью в течение длительного периода времени. (B) поведение в панели А контрастирует с типичным поведением полета резидента личности. Жители летать на низких скоростях полета и поединков только в прошлом короткое время (обратите внимание на разницу в масштабах по оси Х для А и В). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Обсуждение

Доступным, гибкий и регулируемая конструкция полет мельница.

Насекомое поведение полета представляет интерес для ряда ученых, от тех, кто заинтересован в основной поведения насекомых при переменных условиях специалистам в биоуправления, который, нуждающихся понять, как условия влияют на склонность из видов вредителей разойтись. Полет поведение может быть изучены с помощью различных методов, которые варьируются от '' беговые дорожки полета и аэродинамических трубах, что приближенные условия на местах к статическому привязанных устройств полета. На привязи мельницы полета, как тот, представленного здесь, ограничены в что некоторые аспекты полета, таких как изменения высоты, не могут быть измерены ^14. Тем не менее, привязанные мельницы рейсов действительно позволяют насекомым летать бесперебойное и, таким образом, позволит исследователям количественно такие параметры, как скорость, расстояние и периодичности полета и соотнести эти параметры с условиями окружающей среды, физиологии и тorphology.

Полет мельница, представленные здесь была разработана, чтобы позволить исследователям без специальных знаний электроники создавать и использовать привязной полета мельницу для изучения поведения полета у насекомых. Одним из преимуществ такой конструкции является то, что общая стоимость летного мельницы является низкой по сравнению с другими конструкциями. Общая стоимость может поддерживаться значительно ниже 300 долларов США. Пластиковые акриловые листы являются наиболее дорогостоящими пункт. Второе преимущество состоит в том, что полет мельницы адаптируется для ограниченного контролируемых условиях рабочих областей, доступных во многих лабораториях, в отличие от специализированного аэродинамической трубе. Использование толщиной 3 мм прозрачными акриловыми пластиковых листов означает, что структура и прозрачной, что позволяет легко наблюдать насекомых, а также легкий вес, что позволяет полета мельницу быть перемещены в соответствующее место для летных испытаний. Уложенных в стопку конфигурации полета мельницы клеток увеличивает количество выборок работать при минимальном ногупечатать устройства. Кроме того, устройство может быть легко разобран для хранения. Кроме того, полет мельница была разработана, чтобы позволить для большого числа людей, чтобы отведать относительно легко. Каждый полет мельница содержит 8 ячеек, что позволяет исследователям для записи активности полета нескольким лицам одновременно. Прикрепление насекомых косвенно поворотного рычага через контактный насекомых позволяет отдельные насекомые быть помещены в и удален из полета мельницу быстро. И, наконец, записи данных электроники прост и удобен в использовании, со свободно доступного программного обеспечения для анализа данных. После сборки, полет мельница использует простые ИК-датчики для записи активности полета. Прохождение флага фольги на конце рычага через инфракрасный луч позволяет каждый оборот рычага должны быть записаны. Скорость вращения позволяет использовать данные, как скорость, пройденное расстояние, общее время полета и модели полета должны быть записаны в качестве входных в регистрации данных.

Полет мельницаможет быть адаптирована для ряда различных типов насекомых. Использование подкожного стальных труб для поворотного рычага является более эффективным, чем другие варианты, такие как деревянные палки или питьевых соломинок, потому что, даже если тяжелее, сопротивление производится уменьшается на узком диаметре, что позволяет даже мелкие насекомые, чтобы быть летные испытания. Недавно небольшие кусочки оптического волокна были использованы в полете мельнице в течение ²⁵ мелких насекомых. Изогнутая окончание руку можно клеить на якорь под разными углами по отношению к оси опоры для того, чтобы расположить экспериментальную насекомое в своей естественной ориентации полета. В конструкции, представленной, в котором радиус 10 см в длину, вся расстояние за один оборот 62,8 см. Снятие центральной вертикальной стене позволит альтернативную конфигурацию полета мельницу, в которой радиус рука может быть в два раза по длине для размещения больших насекомых и революция расстояния до 1,20 м. В этом случае более сильные магниты рекоменДед для размещения и стабилизации руку дольше, комбината.

Как заявил по всему, дизайн полета мельница гибкой и адаптируемой для видов насекомых, представляющих интерес и исследователи в состоянии настроить его для своих конкретных потребностей. Это включает в себя не только физические потребности насекомого, в том числе параметров, таких как размер, мощность, строение кутикулы, но и биологические различия между видами. Один потенциальный недостаток для всех полетов мельниц, что отсутствие поддержки "предплюсны сил насекомых летать, возможно, до изнеможения. Хотя это правда, у некоторых видов, например, у нас наблюдается автоматическая реакция полет с наших испытаниях молочая ошибка, это верно не для всех насекомых, которые мы тестировали (например N. vespilloides). Тем не менее, даже с автоматической реакции, мы никогда не наблюдали насекомых летающих истощения или смерти, в частности, из-за времени записи мы выбрали для размещения биологию насекомых. Таким образом, важно, чтобы сделатьПредварительные замечания по насекомым интерес, чтобы понять его поведение в полете мельницы для того, чтобы оптимизировать сбор данных. Дополнительным, хорошо известная проблема с полета мельниц, является то, что инерция может поддерживать движение даже после насекомое остановилось активно летать. Сценарий условии счета для misreadings из-за инерции полета мельницы, характеризуется быстрым снижением скорости полета и повышения расстояния между пиками. Сценарий "flight_analysis.py" отбрасывает эти "ложные пики" и строит новый сигнал для анализа. Пользователь может выбрать порог скорости для коррекции, как описано в примечаниях, предусмотренных в сценарии.

Источник питания 5 В достаточно для получения сигнала читаемый напряжения, однако блок питания с переменным выходным напряжением может быть использован в качестве источника энергии, чтобы входная мощность, чтобы быть разнообразны и, таким образом, оптимизировать рабочее напряжение для каждого датчика. Такое решение может также помочь повысить качество визуализации Oпик сигналы F в интерфейсе записи программного обеспечения. Выход датчика показан на программный интерфейс, как формируется основание и пиковые напряжения, где напряжение базы представляет собой самый низкий выходное напряжение от датчика в состоянии покоя (когда ИК-луч не прерывается), а пиковое напряжение повышение от базового напряжения что происходит, когда ИК-луча в качестве рука проходит через луч. Входное напряжение 5 V обеспечивает рост около 100 мВ при увеличении вклада в 7 V увеличивает рост пика до 300 мВ, позволяющий для более ясного различения базовых и пиковых напряжений. Размер выбранного макета без пайки определяет, сколько клетки рейсов могут быть размещены. Для того, чтобы свести к минимуму капель в сигнал напряжения во время записи с нескольких датчиков, рекомендуется поместить резисторы в чередующихся строк вдоль плате (рис 3C).

Настраиваемые стандартизации сигнала и analysiS скрипты, написанные для Python язык программирования с открытым доступом.

Стандартизация и анализ сигнала напряжения проводятся с использованием пользовательских скриптов, написанных в Python, который является свободным, широко используемый общего назначения и высокого уровня языка программирования. Конечный пользователь может легко настроить сценарии для работы с собственными заданными параметрами. Доработка достигается путем простого изменения числовые значения или имена переменных. Примечания о том, как настроить параметры могут быть найдены внутри самих сценариев. Значения по умолчанию в сценарии задаются, чтобы поставить тонкую настройку сигнала стандартизации, но пользователь может определить любой желаемый порог в соответствии с значением среднего напряжения для каждого канала. В сценарии анализа полета, функция flying_bouts из линии 105 вычисляет продолжительность в секундах длинный и самый короткий летающих поединков, процент времени, потраченного в полете над общее время записи и количество летающих бой случаех указанного диапазона продолжительность. Диапазоны могут быть изменены в соответствии с экспериментальными требованиями пользователя. Для того, чтобы сделать это, все численные значения внутри функции (включая те, в имени переменной, например, в переменной "flight_300_900") должны быть изменены до требуемого значения. Количество диапазонов и их продолжительности, просто зависит от спецификации пользователя. Сценарий будет печатать на экране результаты анализа для каждого канала. К ним относятся: средняя скорость полета, общее время полета, расстояние, короткие и длинные летающие приступы и состав полета. Кроме того, сценарий возвращает файл .dat * для каждого канала и сохраняет его в выходной папке, указанной пользователем. Каждый * .dat файл содержит две колонки: первая представляет собой относительное время пикового случае, второй подробная изменение скорости между двумя последовательными пик событий. Этот файл может быть импортирован в Excel или R для получения график изменения скорости поВремя и визуализировать модели летной деятельности.

В заключение, эти результаты показывают, что этот рейс мельница дизайн может быть легко и успешно реализованы, чтобы собрать данные для изучения поведения, глядя на летающих моделей деятельности в различных моделях насекомых. Такие данные могут быть использованы для исследования индивидуальные вариации в двигательных паттернов в качестве зависимых например по физиологии и морфологии. Это может предложить большое понимание в основную физиологических и морфологических признаков, определяющих индивидуальные различия в характере движения, как поиск пищи или миграционной активности, что в конечном итоге влияет на население в целом. Подробная изменение скорости с течением времени может быть использован в сочетании с подробными физиологических и морфологических измерений, предлагая инструмент для изучения структуры потребления ресурсов или последствий изменения части тела морфологии на авиаперелеты.

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
Data Logger	DATAQ Instruments, Ohio, USA	DI-149	These particular data loggers were chosen because they can be easily connected via USB to a computer and come with free proprietary software (WinDaq/Lite, DATAQ Instruments, Ohio, USA) to visualize and record the sensor's output, increasing the affordability of the flight mill design.
Data Logger - potential alternative			A potential alternative to the DATAQ data loggers  is an RS232 to USB adaptor, readily available through office or electronic supply stores.  These should be able to read data directly from the serial port via the pyserial module.
Entomological pins	BioQuip
Hypodermic steel tubing 19 guage	Small Parts	B000FN5Q3I	Available through Amazon.com; other suppliers are available but be sure to purchase austenitic steel tubing to ensure the arm in non-magnetic
IR Sensors	Optek Technology Inc., Texas USA	OPB800W
N42 neodymium magnets			Readily available; can be purchased through specialized magnet suppliers, hobby stores or Amazon
Plexiglass/perspex			Readily available at any hardware store
Polystyrene columns for support			Any polystyrene or styrofoam packing materials that might otherwise be discarded or recycled can be used to fashion the support columns for the flight mill.  Otherwise, styrofoam insulation sheets are available at any hardware store.
Solderless Breadboard Power Supply Module	Arrela	MB102	The 5V power unit, breadboard and solderless male-male jumper wires can be easily purchased as a kit.