कीड़ों में सीमित उड़ान के अध्ययन के लिए एक सरल फ्लाइट मिल

Introduction

कई प्रयोगशाला तकनीकों कीट उड़ान व्यवहार ^1,2 के अध्ययन के लिए विकसित किया गया है। Tethered कीट ⁵ के लिए आंदोलन की अधिक स्वतंत्रता की अनुमति है कि परिष्कृत उपकरणों के लिए सरल स्थिर टेदरिंग ^3,4 से ये रेंज। तारीख उड़ान कक्षों के लिए ^6-9 नियंत्रित परिस्थितियों में उड़ान की स्वतंत्रता के उच्चतम स्तर को अनुमति देने के लिए उपकरणों का प्रतिनिधित्व करते हैं। इस तकनीक को दो प्रमुख कमियां हैं: यह बड़े कीड़ों का अध्ययन और डेटा संग्रह के मैनुअल प्रक्रिया के लिए उपयोग करने के लिए मुश्किल है समय लगता है।

उड़ान मिलों प्रयोगशाला परिस्थितियों ^10-12 के तहत कीट उड़ान के अध्ययन के लिए सबसे आम और सस्ती तकनीक का प्रतिनिधित्व करते हैं। इस तकनीक को यह उत्तेजनाओं ¹³ चलती प्रदान करता है क्योंकि स्थिर tethering के लिए बेहतर है, लेकिन यह एक मुक्त उड़ान व्यवहार प्रतिक्रिया ^14-16 से अलग है। चक्की पर और जंगली में उड़ान व्यवहार के कुछ पहलुओं simila हैंप्रवासी उड़ान प्रकार का मामला है के रूप में आर ^5,17 तो कुछ सीमाओं के बावजूद, उड़ान मिलों, विशेष उड़ान व्यवहार प्रतिक्रियाओं की घटना के बारे में सवालों की जांच के लिए एक व्यवहार्य विकल्प का प्रतिनिधित्व करते हैं। इसके अलावा, उड़ान मिलों हवा सुरंगों या उड़ान कक्षों और डेटा संग्रह आसानी से स्वचालित किया जा सकता से महसूस करने के लिए आसान कर रहे हैं। इस प्रकार, उड़ान व्यवहार में रुचि शोधकर्ताओं अक्सर कि उड़ान मिलों सबसे अच्छा विकल्प हैं लगता है, लेकिन विधि की क्षमता सीमाओं के बारे में पता होना चाहिए। इधर, एक लचीला और अनुकूलन उड़ान मिल डिजाइन उड़ान व्यवहार की जांच के लिए उड़ान मिलों का उपयोग करने के लिए चुना है कि शोधकर्ताओं के लिए प्रस्तुत किया है।

कई लेखकों वैकल्पिक उड़ान चक्की डिजाइन का वर्णन है। उड़ान चक्की प्रणाली, यानी, पिवट चक्की के हाथ के सामान्य मुख्य भाग में, महसूस करने के लिए काफी आसान है। कम सीधा डेटा की रिकॉर्डिंग की अनुमति देता है, जो उड़ान चक्की प्रणाली, इलेक्ट्रॉनिक हिस्सा है। एल के साथ लेनदेनectronic सर्किट डिजाइन विशेष रूप से कीटविज्ञानी या इलेक्ट्रॉनिक्स की पृष्ठभूमि के ज्ञान में कमी व्यवहार विज्ञानी के लिए चुनौतीपूर्ण हो सकता है। कुछ लेखकों अपनी उड़ान मिल डिजाइन ^18-21, या ^22,23 याद आ रही है उड़ान मिल के इलेक्ट्रॉनिक भाग के वर्णन में एक जटिल या तारीख इलेक्ट्रॉनिक सर्किट घटक के बाहर का वर्णन है। अन्य डिजाइन का एहसास करने के लिए काफी जटिल हैं, लेकिन और अधिक जटिल व्यवहार टिप्पणियों ⁵ को शुरू करने के जांचकर्ताओं की मदद कर सकते हैं जो यंत्रवत् जटिल actographs, का वर्णन है।

एक साधारण के लिए एक डिजाइन बनाने के लिए इस पत्र में, कीड़ों में सीमित उड़ान के अध्ययन के लिए अपेक्षाकृत सस्ती उड़ान चक्की में वर्णित है। साथ में अत्यंत सरल इलेक्ट्रॉनिक घटक के साथ, डिजाइन के लाभ के एक नंबर है। उड़ान चक्की मानक कीट पारिस्थितिकी प्रयोगशाला में आम तौर पर उपलब्ध विवश रिक्त स्थान में इस्तेमाल किया जा करने के लिए बनाया गया है। संरचना पारदर्शी एक्रिलिक पी से बाहर कर दिया गया हैएक प्रकाश स्रोत समान रूप से मिल के अलग कक्षों में हर व्यक्ति तक पहुँच सकता है, ताकि lastic। सामग्री और छोटे आकार की पारदर्शिता को देखते हुए, उड़ान चक्की मानकीकृत प्रकाश और तापमान की स्थिति के लिए एक मशीन में इस्तेमाल किया जा सकता है। Disassembled एक बार, यह एक छोटी सी जगह में संग्रहित किया जा सकता है, अंत में, पूरे ढांचे को इकट्ठा किया जा सकता है और आसानी से disassembled और। संरचना के डिजाइन के लिए एक और लाभ यह है कि उड़ान चक्की विभिन्न आकार के कीड़ों और विभिन्न क्रांति दूरी का उपयोग कर के अध्ययन की अनुमति के लिए संशोधित किया जा सकता है। इस उड़ान चक्की, Oncopeltus fasciatus ^24, kudzu कीड़े, Megacopta cribraria, और दफन भृंग, Nicrophorus vespilloides आकार में के रूप में विविध कीड़ों पर डेटा इकट्ठा और milkweed कीड़े के रूप में आकार देने के लिए इस्तेमाल किया गया है। उड़ान मिल डिजाइन भी बड़ा नमूना आकार की आवश्यकता होती है पढ़ाई के लिए आवश्यक माध्यम से डाल उच्च के लिए अनुमति देता है। डेटा डेटा संग्रह करने वालों यू से प्रत्येक के लिए 8 एक साथ चैनलों का उपयोग कर एकत्र किया जा सकताएसईडी इतने व्यक्तियों के एक उच्च संख्या एक साथ विश्लेषण किया जा सकता है और नमूनों की बड़ी संख्या को एक ही दिन में संभाला जा सकता है। कोई महंगा सॉफ्टवेयर डेटा रिकॉर्ड और कल्पना करने की जरूरत है और डेटा विश्लेषण के लिए कस्टम स्क्रिप्ट लिखी प्रयोगात्मक डिजाइन की विशिष्ट जरूरतों को निम्नलिखित संशोधित किया जा सकता है। उड़ान प्रतिक्रिया विभिन्न कीट प्रजातियों में अत्यधिक चर रहा है। इस प्रकार, एक पूर्ण उड़ान चक्की प्रयोग का आयोजन करने से पहले, फोकल कीट मॉडल की उड़ान प्रतिक्रिया पर प्रारंभिक परीक्षणों की सिफारिश कर रहे हैं। ये ऐसे रिकॉर्डिंग समय या उड़ान की गति सीमा के रूप में उड़ान विश्लेषण के ठीक धुन पहलुओं के लिए इस्तेमाल किया जाएगा जो उड़ान प्रतिक्रिया में व्यवहार भिन्नता, की हद तक की एक समझ प्रदान करेगा।

Protocol

1. फ्लाइट मिल का निर्माण

1. एक्रिलिक प्लास्टिक समर्थन संरचना का निर्माण:
   1. दो के बाहर खड़ी दीवारों में 3 मिमी मोटी पारदर्शी एक्रिलिक शीट में कटौती, एक केंद्रीय खड़ी दीवार और चित्र 1 में दिखाया डिजाइन द्वारा निर्दिष्ट के रूप में पांच क्षैतिज अलमारियों।
   2. समर्थन संरचना (2A चित्रा) के रूप में खड़ी दीवारों (ओ और सीडब्ल्यू आंकड़े 1 और 2) में, अलमारियों (एचएस आंकड़े 1 और 2) डालने से इकट्ठे।
   3. डिवाइस (2A चित्रा और चित्रा -2) के पीछे बाहरी कोनों पर polystyrene कॉलम डालने से संरचना को मजबूत बनाना। यदि आवश्यक हो, क्षैतिज अलमारियों के लिए अतिरिक्त सहायता प्रदान करने के लिए केंद्रीय खड़ी दीवार जंक्शनों के साथ-सही angled बढ़त संरक्षक के छोटे टुकड़े गोंद।
2. Pivotin का निर्माणजी हाथ विधानसभा:
   1. प्रत्येक कोशिका के शीर्ष केंद्र में 1 सेमी व्यास प्लास्टिक टयूबिंग की एक 5 सेमी लंबाई गोंद। प्रत्येक कोशिका में ऊपर और नीचे ट्यूबिंग गठबंधन किया है, यकीन है कि प्रत्येक कोशिका के नीचे केंद्र में 1 सेमी व्यास प्लास्टिक टयूबिंग की एक 2 सेमी लंबाई गोंद। गर्म गोंद का उपयोग करना, चक्की के हाथ के लिए चुंबकीय असर के गठन, प्रत्येक समर्थन के अंत तक दो 10 मिमी x 4 मिमी N42 neodymium मैग्नेट प्रत्यय।
   2. एक 20 μl विंदुक टिप में एक कीट विज्ञानी पिन डालें और गर्म गोंद के साथ जगह में तय कर लो। दोनों सिरों उड़ान मिल के कवच के रूप में करने विंदुक टिप के बाहर का विस्तार है कि इस तरह पिन स्थिति।
      नोट: उड़ान परीक्षणों के दौरान, पिन के शीर्ष मैग्नेट के शीर्ष सेट द्वारा जगह में आयोजित किया जाता है। मैग्नेट के नीचे सेट यह अपनी धुरी के चारों ओर घूमना करने के लिए अनुमति देता है, एक ऊर्ध्वाधर स्थिति में कवच बनाए रखना है।
   3. 19 गेज गैर चुंबकीय चमड़े के नीचे इस्पात टयूबिंग की एक 24 सेमी लंबाई में कटौती। गर्म गोंद का उपयोग करना, पिपेट टिप च के शीर्ष करने के लिए केंद्र बिंदु प्रत्ययROM कदम 1.2.2। केंद्र बिंदु से 12 सेमी की एक लंबी बांह और मोड़ (चित्रा 2 बी) के लिए केंद्र से एक 10 सेमी त्रिज्या के साथ एक छोटे से हाथ छोड़ने 95 डिग्री के कोण करने के लिए अंत से 2 सेमी में ट्यूबिंग, के मोड़ एक छोर।
      नोट: त्रिज्या की लंबाई अलग क्रांति दूरी समायोजित करने के क्रम में अलग किया जा सकता है।
3. आईआर सेंसर और डेटा लकड़हारा सेट करें:
   1. सेंसर बाहरी खड़ी दीवार समर्थन करता है (चित्रा -2) में कटौती के उद्घाटन के माध्यम से सेल में विस्तार करने के लिए अनुमति देता है, पुन: प्रयोज्य चिपकने वाला जोड़ने का मसाला का उपयोग कर प्रत्येक कोशिका के शाश्वत पक्षों के लिए आईआर सेंसर ठीक करें।
   2. एक solderless breadboard (चित्रा 3) पर बनाया गया एक बहुत ही बुनियादी इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के माध्यम से एक डेटा संग्रह करने वालों के लिए आईआर सेंसर कनेक्ट करें। Breadboard (चित्रा 3 ए, बी) पर आईआर कनेक्शन के इनपुट और आउटपुट पर क्रमश: 180 Ω और 2.2 kΩ के दो प्रतिरोधों कनेक्ट करें। Alte में प्रतिरोधों की जगहकई सेंसर से रिकॉर्डिंग के दौरान वोल्टेज संकेत में बूंदों को कम से कम करने के लिए breadboard साथ rnate पंक्तियों (चित्रा -3 सी देखें)।

2. उड़ान परीक्षण

1. परोक्ष रूप से एक कीट पिन के माध्यम से उड़ान चक्की हाथ करने के लिए कीड़ों तार:
   1. सेंसर में आईआर किरण के विघटन को अधिकतम करने और तोड़ के रूप में कार्य करने के लिए पिवट हाथ के ऋजु अंत के अंत में एक छोटा सा पन्नी झंडा रखें।
   2. कुर्की के लिए उपलब्ध कीट के आकार और छल्ली क्षेत्र पर निर्भर करता है, पुन: प्रयोज्य चिपकने वाला जोड़ने का मसाला या गैर विषैले त्वचा गोंद के साथ एक कीट पिन करने के लिए प्रयोगात्मक कीट देते हैं। यदि आवश्यक हो, हल्का या सीओ ₂ के साथ या तो द्वारा कीट anesthetize।
   3. एक कीट विज्ञानी पिन के गोल टिप के आसपास चिपकने पोटीन की एक छोटी राशि ढालना और गैर विषैले त्वचा गोंद की एक बूंद के साथ कवर। धीरे pronotum क्षेत्र पर लागू करते हैं और गोंद सूखी है जब तक 5-10s प्रतीक्षा करें।
      नोट: प्रोकदम 2.1.3 में cedure मुश्किल (बीटल, कीड़े) या मुलायम के साथ कीड़े के लिए अनुकूल है छल्ली (ततैया, मक्खियों)। बालों छल्ली (पतिंगे, तितलियों) के साथ कीड़े धीरे टेदरिंग से पहले एक बहुत ही सुन्दर तूलिका के साथ हटाया बाल की जरूरत होगी।
   4. पिवट हाथ विधानसभा की तुला अंत में संलग्न कीट के साथ पिन डालें।
   5. उड़ान परीक्षण बाद समाप्त हो गया, ठीक एक forcep साथ टेदरिंग हटा दें।
      नोट: डाटा लकड़हारा की स्थापना की और सामग्री तालिका में सूचीबद्ध विशिष्ट उपकरणों के लिए इस प्रकार है और वैकल्पिक उपकरणों के साथ प्रयोग के लिए समायोजित किया जाना चाहिए के रूप में अधिग्रहण अनुकूलित किया गया है।
2. स्वतंत्र रूप से उपलब्ध WinDAQ लाइट सॉफ्टवेयर के साथ एक रिकॉर्डिंग सत्र आरंभ
   1. मुफ्त सॉफ्टवेयर WinDAQ लाइट (उपकरणों की सूची देखें) डाउनलोड और स्थापित करें।
   2. , साधन हार्डवेयर प्रबंधक खुला पॉप-अप सूची और प्रेस 'आरंभ Windaq' से डेटा लकड़हारा का चयन करें। खुल जाएगा एक नई विंडो और इनपुट पर हस्ताक्षरप्रत्येक संवेदक से अल दिखाया जाएगा।
   3. डेटा लकड़हारा पढ़ता है और संवेदक के उत्पादन को प्रदर्शित करता है, जिस पर वांछित नमूना आवृत्ति का चयन करें।
      नोट: नमूना आवृत्ति लेकिन छोटे-मध्यम आकार के कीड़ों की उड़ान पर कब्जा करने के लिए काफी तेजी से हो जाएगा 30-45 हर्ट्ज के बीच लेकर आवृत्तियों नमूने, कीट की उड़ान की गति पर निर्भर करेगा।
   4. प्रेस Ctrl-F4 एक रिकॉर्डिंग सत्र शुरू करने के लिए। पहले पॉप-अप विंडो में रिकॉर्डिंग फ़ाइल के गंतव्य पथ का चयन करें। विशेष कीट और प्रयोग के लिए उड़ान रिकॉर्ड करने के लिए समय की उचित लंबाई चुनें। दूसरी पॉप-अप विंडो में रिकॉर्डिंग समय को परिभाषित करें। रिकॉर्डिंग के समय प्रेस बीत जाता है एक बार Ctrl-एस दर्ज की फाइल को अंतिम रूप देने के लिए।
3. रिकॉर्डिंग की गुणवत्ता की जाँच करें।
   1. दर्ज की उड़ान ट्रैक खोलें और एक वोल्टेज चैनल का चयन करें। प्रेस Ctrl टी प्रत्येक चैनल के लिए वोल्टेज आँकड़ों के साथ एक पॉप-अप विंडो खोलने के लिए।
   2. सुनिश्चित करें कोई बड़ी बूंदों किन्यूनतम मूल्य में सर्किट (चित्रा 4) भर में वोल्टेज की बूंदों से हुई। चैनल औसत और न्यूनतम वोल्टेज के बीच अंतर से अधिक 0.1 वी है, जिसमें किसी भी चैनल को त्यागें
4. एक * .csv प्रारूप में फाइल को बचाने के लिए: फाइल के लिए जाओ> के रूप में सहेजें और पॉप-अप विंडो में "स्प्रेडशीट प्रिंट (सीएसवी)" का चयन करें। "स्प्रेडशीट कमेन्ट" पॉप-अप विंडो में "रिश्तेदार समय" का चयन और अन्य सभी विकल्पों का चयन रद्द। फ़ाइल सहेजने के लिए ठीक क्लिक करें।

अजगर 3.4.x का उपयोग कर फ्लाइट डाटा का विश्लेषण 3.

1. संग्रह करें। नवीनतम अजगर 3.4.x संस्करण स्थापित Python_scripts.zip , (पूरक फ़ाइलें) खुला, और डेस्कटॉप पर standardize_peaks.py और flight_analysis.py बचाने के लिए।
2. मानकीकरण और दर्ज संकेत में चोटियों का चयननिम्नलिखित नुसार
   1. Standardize_peaks.py आइकन पर राइट क्लिक करें। 'निष्क्रिय साथ ओपन' का चयन करें।
      नोट: निष्क्रिय पायथन के लिए डिफ़ॉल्ट संपादक है, लेकिन किसी भी पाठ संपादक इस उद्देश्य के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।
   2. लाइन्स 18-19 में, प्रत्येक चैनल के लिए वोल्टेज संकेत के मानकीकरण प्रदर्शन करने के लिए इस्तेमाल किया मतलब वोल्टेज के आसपास दहलीज मूल्यों निर्दिष्ट करें।
      मूलभूत मूल्यों एक ठीक धुन संकेत मानकीकरण वितरित करने के लिए सेट कर रहे हैं, लेकिन उपयोगकर्ता प्रत्येक चैनल के लिए मतलब वोल्टेज के मूल्य के अनुसार किसी भी वांछित सीमा निर्धारित कर सकते हैं: ध्यान दें। ये वोल्टेज सांख्यिकी विंडो में पाया जा सकता है (2.3 कदम देखें)।
   3. लाइन 45 में, * दर्ज सीएसवी फ़ाइल को बचाया है फ़ोल्डर का पथ टाइप करें।
   4. लाइन 91 में, आप * .txt शिखर फ़ाइल रिकॉर्ड करने के लिए चाहते हैं, जिसमें फ़ोल्डर का पथ टाइप करें।
   5. लाइन 61 और लाइन 72 में, जरूरत चैनलों की संख्या निर्दिष्ट करें। जोड़ें या एक अधिकतम करने के लिए लाइन 61-63 और 72-74 की शुरुआत में # हटाने से चैनलों को नष्ट8 चैनलों की imum।
   6. फ़ाइल सहेजें और F5 दबाकर स्क्रिप्ट का शुभारंभ।
   7. निर्दिष्ट फ़ोल्डर में मानकीकृत संकेतों के साथ एक नया * .txt फ़ाइल को बचाने के लिए पॉप-अप विंडो और प्रेस वापसी करने में (किसी अतिरिक्त उप-फ़ोल्डरों के साथ) * .csv फ़ाइल का नाम दर्ज करें।
      नोट: N इस्तेमाल किया चैनलों की संख्या पर निर्भर करता है, इस फाइल एन 1 स्तंभ हैं: पहला स्तंभ नमूना घटना के रिश्तेदार समय है, अन्य एन कॉलम रिकॉर्डिंग के लिए इस्तेमाल एन चैनलों से आधार और चोटियों घटनाओं का प्रतिनिधित्व करते हैं। 1 का मान आईआर सेंसर के माध्यम से ध्वज के पारित होने से ली गई एक शिखर का प्रतिनिधित्व करता है, जबकि मान 0, आधार वोल्टेज का प्रतिनिधित्व करता है।
3. मानकीकृत फ़ाइल का उपयोग उड़ान ट्रैक का विश्लेषण करें: उपयोगकर्ता प्रयोगात्मक शर्तों को समायोजित करने के flight_analysis.py स्क्रिप्ट संपादित:
   1. सही flight_analysis.py आइकन पर क्लिक करें। 'निष्क्रिय साथ ओपन' का चयन करें।
   2. लाइन में 39 और लाइन 80 लंबाई को समायोजितहाथ त्रिज्या के अनुसार परिपत्र उड़ान पथ की।
   3. यदि आवश्यक हो, लाइनों 50-52 में # हटाने के द्वारा एक वैकल्पिक गति सुधार पाश को सक्रिय करें। तदनुसार गति मूल्य बदलें।
   4. लाइन 77 और लाइन 85 में, उड़ान ट्रैक में झूठी गति रीडिंग के लिए सही करने के लिए गति सीमा और समय अंतराल के मूल्यों को संपादित करने और लगातार दो लंबे निर्बाध उड़ान मुकाबलों के बीच होने वाली बहुत ही कम समय के अंतराल के लिए खाते।
   5. लाइन 198 में, सेकंड में कुल रिकॉर्डिंग समय निर्दिष्ट करें। बाद लाइन 287 से उत्पादन लाइनों में मूल्य पर्वतमाला बदलें।
      नोट: डिफ़ॉल्ट पर्वतमाला उपयोगकर्ता प्रयोगात्मक जरूरतों के हिसाब से संशोधित किया जा सकता है। ऐसा करने के लिए आदेश में, समारोह के अंदर सभी संख्यात्मक मूल्यों (चर "flight_300_900" में उदाहरण के लिए चर नाम पर लोगों को, शामिल है) वांछित मूल्य के लिए परिवर्तित करने की जरूरत है।
   6. लाइन 248 प्रकार में फ़ोल्डर का पथ जिसमें * .txt मानकीकृत फ़ाइल सहेजा जाता है।
   7. संख्या निर्दिष्ट करेंचैनलों की। जोड़ें या लाइनों 257-259, 270-272 लाइनों और लाइनों के 8 चैनलों की एक अधिकतम करने के लिए 279-281 की शुरुआत में एक # जोड़ने या हटाने के द्वारा चैनलों को हटा दें।
   8. लाइन 304 में आप आउटपुट फाइल को बचाने के लिए चाहते हैं, जिसमें फ़ोल्डर का पथ टाइप करें।
   9. सभी उपयोगकर्ता सेटिंग्स निर्दिष्ट कर रहे हैं, फाइल को बचाने और F5 दबाकर स्क्रिप्ट का शुभारंभ।
   10. पॉप-अप विंडो और प्रेस बदले में (किसी भी अतिरिक्त उप-फ़ोल्डरों के साथ) का विश्लेषण करने के लिए * .txt फ़ाइल का नाम दर्ज करें।

Representative Results

चित्रा 5 पिछले अनुभाग में वर्णित लिपियों का उपयोग कर प्राप्त किया जा सकता है कि रेखांकन के प्रकार के प्रतिनिधि उदाहरण से पता चलता है। फ्लाइट डाटा दफन बीटल Nicrophorus vespilloides मॉडल के रूप में (Attisano, अप्रकाशित डेटा) का उपयोग कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय में जूलॉजी विभाग में आयोजित प्रयोगात्मक कार्य से प्राप्त किया गया। उम्र के बारे में 20 दिन के दो युवा unmated पुरुषों उड़ान मिलों के लिए सीमित थे और डी और 21 डिग्री सेल्सियस: 14:10 एल के नियंत्रित पर्यावरण की स्थिति में रखा। बीटल लगातार 8 घंटे के लिए उड़ान चक्की में छोड़ दिया गया और उड़ान गतिविधि दर्ज किया गया था। स्क्रीन विश्लेषण और ग्राफिक उत्पादन पर उड़ान गतिविधि पैटर्न में व्यक्तिगत मतभेदों को हल करने के लिए यह संभव बनाते हैं। उदाहरण के लिए, पहली बार पुरुष (चित्रा 5 ए) के बारे में तीन घंटे तक चली कि उच्च गति और लगातार उड़ान की विशेषता है, रिकॉर्डिंग के पहले घंटे के भीतर एक मजबूत उड़ान गतिविधि दिखाया। गुलंबे समय तक गतिविधि चरण के बारे में 1 एम / एस, जो करने के लिए लगभग 1.6 मीटर / s से गति में एक क्रमिक कमी की विशेषता है है। प्रारंभिक उड़ान दौर के बाद, व्यक्तिगत अपेक्षाकृत छोटी उड़ान के लगभग एक आवधिक पैटर्न के बारे में 10-15 मिनट की अवधि प्रत्येक मुकाबलों दिखाया। दूसरा पुरुष 15-20 मिनट (चित्रा 5 ब) की अवधि पार हो गई है कि कभी उड़ान मुकाबलों के साथ एक बहुत ही अलग उड़ान पैटर्न से पता चला है। इस व्यक्ति ने उड़ान गतिविधि अपनी गतिविधि लगभग आवधिक हो जाता है, जिसके बाद रिकॉर्डिंग के पहले 4 घंटे में उड़ान मुकाबलों की एक व्यापक प्रसार के द्वारा होती है। इस व्यक्ति को भी कभी कभी ही 0.4 एम / एस के पार हो गई है कि बहुत कम उड़ान गति प्रस्तुत किया।

एक अन्य प्रतिनिधि उदाहरण के लिए एक अलग कीट मॉडल, milkweed बग Oncopeltus fasciatus का उपयोग कर प्राप्त किया गया था। डेटा प्रवासी व्यवहार और milkweed बग महिलाओं ²⁴ में खाना तनाव को शारीरिक प्रतिक्रिया पर एक अध्ययन के दौरान एकत्र किए गए थे। इस अध्ययन मेंरिकॉर्डिंग के समय प्रवासियों या निवासियों के रूप में महिलाओं को चिह्नित करने के क्रम में एक घंटे के लिए स्थापित किया गया था। ये व्यवहार प्रकार एक "सभी या कुछ भी नहीं 'प्रतिक्रिया की विशेषता है। निवासी महिलाओं कभी नहीं अब कुछ मिनट से उड़ान सक्रियता दिखाई है, जबकि प्रवासी महिलाओं, आम तौर पर कुछ घंटों के लिए स्थायी निरंतर और सतत उड़ानों में व्यस्त हैं। एक निवासी महिला आंकड़ा 6B में एक तरह एक आंदोलन पैटर्न की विशेषता होगी, जबकि इस प्रकार, एक प्रवासी महिला, चित्रा 6A में की तरह एक उड़ान पैटर्न दिखाई देगा।

एक्रिलिक प्लास्टिक समर्थन संरचना के लिए चित्रा 1. डिजाइन विन्यास। उड़ान मिलों के लिए एक्रिलिक प्लास्टिक समर्थन संरचना तीन विभिन्न घटकों से निर्माण किया है। अलमारियों के लिए दोनों स्लॉट और आईआर Sens समायोजित करने के लिए एक खोलने युक्त दो के बाहर खड़ी दीवारों (ओ) कर रहे हैंओआरएस (ए)। अलमारियों के लिए स्लॉट के साथ एक केंद्रीय खड़ी दीवार (सीडब्ल्यू) है। और दीवारों के लिए स्लॉट के साथ 5 क्षैतिज अलमारियों (एचएस) कर रहे हैं। चुंबकीय धुरी स्थिति बी में क्षैतिज अलमारियों से चिपके यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 2. उड़ान चक्की इकट्ठे हुए। (ए) एक्रिलिक प्लास्टिक समर्थन संरचना एक चुंबकीय युक्त प्रत्येक 8 व्यक्ति की कोशिकाओं के साथ एक संरचना है, जिसके परिणामस्वरूप दो बाहर की दीवारों (ओ) और केंद्रीय दीवार (सीडब्ल्यू) में स्लॉट में पांच क्षैतिज समतल (एचएस) फिसलने से इकट्ठा किया जाता है 8 व्यक्तियों के लिए अनुमति धुरी और एक आईआर सेंसर, एक ही समय में प्रवाहित किया जाएगा। (बी) के कीड़ों में ठहरने के लिए निर्माण किया जा सकता सीमित कर रहे हैं जो करने के लिए धुरी हाथ आकार और कीड़ों के morphologies की एक किस्म Odate। Tethered कीट के रूप में (सी) मैग्नेट के बीच निलंबित धुरी हाथ चलता है, हाथ के दूसरे छोर पर पन्नी झंडा आईआर सेंसर (तीर) को सक्रिय करता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

डेटा लकड़हारा के लिए आईआर सेंसर जोड़ने के सर्किट की चित्रा 3. डिजाइन। (ए) एक सरल सर्किट डेटा लकड़हारा करने के लिए आईआर सेंसर से इनपुट से जोड़ता है। (ख) प्रत्येक डेटा लकड़हारा संचालित है और चित्र का उपयोग कर एक solderless breadboard के माध्यम से डेटा लकड़हारा से जुड़ा जा सकता है। (सी) कई सेंसर ही breadboard का उपयोग एकल डेटा लकड़हारा से जुड़ा जा सकता है।large.jpg "लक्ष्य =" _blank "> यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

दर्ज की उड़ान घटनाओं के 4. उदाहरण चित्रा। वोल्टेज चोटियों उड़ान चक्की के हाथ की पूरी क्रांतियों का प्रतिनिधित्व करते हैं। (क) कोई वोल्टेज के साथ एक उड़ान घटना के एक उच्च गुणवत्ता रिकॉर्डिंग दर्ज संकेत में चला जाता है। (बी) दर्ज संकेत में एक वोल्टेज ड्रॉप के साथ एक उड़ान घटना। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा दफन बीटल Nicrophorus vespilloides से 5. प्रतिनिधि उड़ान डेटा। उड़ान में व्यक्तिगत भिन्नताव्यवहार आसानी से उड़ान रिकॉर्डिंग में मान्यता प्राप्त है। (ए) एक व्यक्ति परीक्षण की शुरुआत के बाद लगभग तीन घंटे के लिए लगातार उड़ान भरी और फिर परीक्षण के बाकी भर में उच्च गति से समय समय पर उड़ान भरी। (बी) व्यक्ति के व्यवहार को इस बीटल। परीक्षण के दौरान ही कई मायनों उड़ान भरी और कभी पैनल (y अक्ष पर पैमाने में अंतर ध्यान दें) में व्यक्ति में देखा उच्च गति पर उड़ान भरी कि में अलग है करने के लिए यहाँ क्लिक करें यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए।

चित्रा milkweed बग Oncopeltus fasciatus से 6. प्रतिनिधि उड़ान डेटा। व्यवहार के दो अलग अलग पैटर्न स्पष्ट रूप से उड़ान डेटा रिकॉर्डिंग के बीच मनाया जाता है। (ए (बी) के पैनल में व्यवहार निवासी व्यक्ति की विशिष्ट उड़ान व्यवहार के विपरीत है। निवासियों केवल एक कम समय (ए और बी के लिए एक्स अक्ष पर पैमाने में अंतर ध्यान दें) पिछले कम गति और उड़ान मुकाबलों में उड़ान भरने के लिए। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Discussion

एक सस्ती, लचीला, और समायोज्य उड़ान मिल डिजाइन।

कीट उड़ान व्यवहार शर्तों को तितर-बितर करने के लिए एक कीट प्रजातियों की प्रवृत्ति को कैसे प्रभावित करती समझने की आवश्यकता होगी है जो जैव नियंत्रण में विशेषज्ञों के लिए चर वातावरण के तहत कीड़ों के बुनियादी व्यवहार में रुचि रखने वालों से, वैज्ञानिकों की एक श्रृंखला के लिए ब्याज की है। उड़ान व्यवहार अनुमानित क्षेत्र की स्थिति tethered उड़ान उपकरणों स्थिर करने के लिए कि उड़ान 'treadmills' और हवा सुरंगों से लेकर है कि विभिन्न तरीकों से अध्ययन किया जा सकता है। Tethered उड़ान मिलों, यहाँ प्रस्तुत एक तरह, इस तरह की ऊंचाई में परिवर्तन के रूप में उड़ान के कुछ पहलुओं में सीमित कर रहे हैं, ¹⁴ से नहीं मापा जा सकता है। हालांकि, सीमित उड़ान मिलों कीड़ों निर्बाध उड़ान भरने के लिए और इस तरह के शोधकर्ताओं ने ऐसी उड़ान की गति, दूरी और अवधि के रूप में मानकों यों की अनुमति देते हैं और पर्यावरण की स्थिति, शरीर क्रिया विज्ञान, और मीटर के साथ इन मानकों सहसंबंधी करने की अनुमति हैorphology।

यहाँ प्रस्तुत उड़ान मिल का निर्माण और कीड़ों में उड़ान व्यवहार का अध्ययन करने के क्रम में एक सीमित उड़ान चक्की का उपयोग करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक्स का विशेष ज्ञान के बिना शोधकर्ताओं अनुमति देने के लिए डिजाइन किया गया था। इस डिजाइन का एक लाभ यह उड़ान चक्की की कुल लागत अन्य डिजाइन की तुलना में कम है। कुल लागत में अच्छी तरह से नीचे $ 300 को बनाए रखा जा सकता है। प्लास्टिक एक्रिलिक शीट सबसे महंगा आइटम हैं। दूसरा लाभ यह एक विशेष हवा सुरंग के लिए विरोध के रूप में उड़ान चक्की, कई प्रयोगशालाओं में उपलब्ध सीमित नियंत्रित हालत कार्यस्थानों के लिए अनुकूलनीय है। 3 मिमी मोटी पारदर्शी ऐक्रेलिक प्लास्टिक शीट के उपयोग संरचना उड़ान परीक्षण के लिए उपयुक्त स्थान पर स्थानांतरित करने के लिए उड़ान चक्की, सक्रिय करने के कीड़ों के लिए आसान अवलोकन, और भी हल्के वजन की अनुमति देने के लिए, दोनों पारदर्शी है कि इसका मतलब है। उड़ान मिल कोशिकाओं की खड़ी विन्यास पैर को कम करते हुए नमूनों की संख्या चलाने अधिकतमडिवाइस का प्रिंट। इसके अलावा, इस उपकरण आसानी से भंडारण के लिए disassembled किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, उड़ान मिल अपेक्षाकृत आसानी से जांचा जा व्यक्तियों की बड़ी संख्या के लिए अनुमति देने के लिए डिजाइन किया गया था। प्रत्येक उड़ान चक्की एक साथ कई व्यक्तियों की उड़ान गतिविधि रिकॉर्ड करने के लिए शोधकर्ताओं को सक्षम करने, 8 सेल शामिल हैं। व्यक्तिगत कीड़े तेजी से उड़ान मिल से में रखा गया है और हटाया जा करने के लिए एक कीट पिन के माध्यम से पिवट हाथ करने के लिए परोक्ष रूप से कीड़ों संलग्न की अनुमति देता है। अंत में, डेटा रिकॉर्डिंग इलेक्ट्रॉनिक्स डेटा विश्लेषण के लिए स्वतंत्र रूप से उपलब्ध सॉफ्टवेयर के साथ, सरल और प्रयोग करने में आसान है। एक बार इकट्ठे, उड़ान चक्की उड़ान गतिविधि रिकॉर्ड करने के लिए सरल आईआर सेंसर का उपयोग करता है। अवरक्त किरण के माध्यम से हाथ के अंत में पन्नी ध्वज के पारित होने के हाथ से प्रत्येक क्रांति दर्ज होने की अनुमति देता है। क्रांति की दर, दूरी की यात्रा की, कुल उड़ान समय और उड़ान के पैटर्न एक डेटा लकड़हारा में इनपुट के रूप में दर्ज किए जाने की गति की तरह डेटा की अनुमति देता है।

उड़ान चक्कीकीड़ों के विभिन्न प्रकार के एक नंबर के लिए अनुकूलित किया जा करने में सक्षम है। यहां तक ​​कि भारी हालांकि, उत्पादन खींचें भी छोटे कीड़े उड़ान का परीक्षण करने की अनुमति देता है, संकीर्ण व्यास से कम है, क्योंकि पिवट बांह के लिए चमड़े के नीचे स्टील ट्यूबिंग का उपयोग इस तरह लकड़िया या पीने के तिनके के रूप में अन्य विकल्पों की तुलना में अधिक प्रभावी है। हाल ही में, ऑप्टिक फाइबर के छोटे टुकड़े छोटे कीड़े ²⁵ के लिए एक उड़ान मिल में इस्तेमाल किया गया है। हाथ की तुला समाप्त होने के अपने प्राकृतिक उड़ान अभिविन्यास में प्रयोगात्मक कीट की स्थिति के लिए आदेश में समर्थन अक्ष के सापेक्ष विभिन्न कोणों पर कवच से चिपके जा सकता है। त्रिज्या लंबाई में 10 सेमी है जिसमें प्रस्तुत डिजाइन, में, एक क्रांति में यात्रा की पूरी दूरी 62.8 सेमी है। केंद्रीय खड़ी दीवार को हटाने के हाथ त्रिज्या बड़े कीड़ों को समायोजित करने के लिए लंबाई में दोगुनी और क्रांति 1.20 मीटर करने के लिए दूरी की जा सकती है जिसमें उड़ान मिल के एक विकल्प के विन्यास की अनुमति देगा। इस मामले में, मजबूत मैग्नेट सिफारिशों हैंदेद को समायोजित करने और लंबे समय तक मिल के हाथ को स्थिर करने के लिए।

भर में कहा गया है, उड़ान मिल डिजाइन लचीला और ब्याज के कीट प्रजातियों के लिए अनुकूल है और शोधकर्ताओं ने अपने विशेष जरूरतों के लिए इसे अनुकूलित करने में सक्षम हैं। इस तरह के आकार, शक्ति, छल्ली की संरचना के रूप में मानकों, लेकिन यह भी प्रजातियों के बीच जैविक मतभेद सहित कीट का न केवल शारीरिक जरूरतों को भी शामिल है। सभी उड़ान मिलों के लिए एक संभावित वापसी टखने की हड्डियों का समर्थन '' बलों कीड़ों की कमी शायद थकावट के लिए उड़ान भरने के लिए है। यह कुछ प्रजातियों में सच है, उदाहरण के लिए, हम अपने milkweed बग परीक्षण के साथ स्वत: उड़ान प्रतिक्रिया, यह हम (उदाहरण के एन vespilloides के लिए) का परीक्षण किया है सभी कीड़ों के लिए सही नहीं है मनाया। रिकॉर्डिंग समय हम कीड़ों के जीव विज्ञान को समायोजित करने के लिए चुना है, क्योंकि हालांकि, यहां तक ​​स्वत: प्रतिक्रिया के साथ, हम भाग में, थकावट या मौत के लिए उड़ान कीड़े कभी नहीं देखा। इस प्रकार, यह करने के लिए महत्वपूर्ण हैब्याज की कीट पर प्रारंभिक टिप्पणियों डेटा संग्रह का अनुकूलन करने के क्रम में उड़ान चक्की में अपने व्यवहार को समझने के लिए। उड़ान मिलों के साथ एक अतिरिक्त, अच्छी तरह से ज्ञात मुद्दा, जड़ता कीट सक्रिय रूप से उड़ान बंद कर दिया गया है, के बाद भी गति बनाए रख सकते हैं। स्क्रिप्ट उड़ान की गति में तेजी से कमी की विशेषता है और चोटियों के बीच दूरी बढ़ रही है, के कारण उड़ान चक्की की जड़ता को misreadings के लिए खातों प्रदान की है। स्क्रिप्ट 'flight_analysis.py' 'इन झूठी चोटियों' छोड देता है और विश्लेषण के लिए एक नया संकेत निर्माण करती है। लिपि में प्रदान नोटों के रूप में समझाया उपयोगकर्ता, सुधार के लिए गति सीमा चुन सकते हैं।

एक 5 वी शक्ति के स्रोत हालांकि चर उत्पादन में वोल्टेज के साथ एक यूनिट बिजली शक्ति इनपुट अलग किया जा करने की अनुमति है और इस प्रकार प्रत्येक संवेदक के लिए काम वोल्टेज का अनुकूलन करने की शक्ति स्रोत के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, एक पठनीय वोल्टेज संकेत प्राप्त करने के लिए पर्याप्त है। इस तरह के समाधान भी दृश्य गुणवत्ता ओ को बढ़ाने में मदद कर सकते हैंसॉफ्टवेयर की रिकॉर्डिंग इंटरफेस में च चोटी का संकेत है। आधार वोल्टेज पीक वोल्टेज आधार वोल्टेज से बढ़ रहा है, जबकि (आईआर किरण बाधित नहीं है जब) बाकी पर सेंसर से सबसे कम उत्पादन में वोल्टेज का प्रतिनिधित्व करता है, जहां एक आधार है और शिखर voltages द्वारा गठित रूप में संवेदक के उत्पादन में सॉफ्टवेयर इंटरफ़ेस में दिखाया गया है हाथ बीम के माध्यम से यात्रा के रूप में आईआर किरण बाधित है जब ऐसा होता है। 7 वी के लिए इनपुट में वृद्धि करते हुए 5 वी का एक इनपुट वोल्टेज का आधार है और शिखर voltages की एक स्पष्ट भेदभाव की अनुमति के लिए 300 एम वी चोटी की वृद्धि बढ़ जाती है करीब 100 एम वी के एक वृद्धि प्रदान करता है। चुना solderless breadboard के आकार में कई उड़ान कोशिकाओं को शामिल किया जा सकता है कि कैसे निर्धारित करता है। कई सेंसर से रिकॉर्डिंग के दौरान वोल्टेज संकेत में बूंदों को कम से कम करने के लिए, यह (चित्रा -3 सी देखें) breadboard साथ वैकल्पिक पंक्तियों में प्रतिरोधों जगह करने की सिफारिश की है।

अनुकूलन संकेत मानकीकरण और विश्लेषण करनेओपन एक्सेस प्रोग्रामिंग भाषा पायथन के लिए लिखा है लिपियों।

वोल्टेज संकेत के मानकीकरण और विश्लेषण के लिए एक मुक्त, व्यापक रूप से इस्तेमाल सामान्य प्रयोजन और उच्च स्तरीय प्रोग्रामिंग भाषा है जो अजगर, में कस्टम लिखे स्क्रिप्ट के उपयोग से आयोजित की जाती हैं। अंत उपयोगकर्ता आसानी से अपने निर्दिष्ट सेटिंग्स के साथ काम करने के लिए स्क्रिप्ट को अनुकूलित कर सकते हैं। अनुकूलन बस संख्यात्मक मूल्यों या चर नाम बदलकर हासिल की है। मानकों को अनुकूलित करने के तरीके पर नोट्स स्क्रिप्ट खुद के भीतर पाया जा सकता है। लिपियों में मूलभूत मूल्यों एक ठीक धुन संकेत मानकीकरण वितरित करने के लिए सेट कर रहे हैं, लेकिन उपयोगकर्ता प्रत्येक चैनल के लिए मतलब वोल्टेज के मूल्य के अनुसार किसी भी वांछित सीमा निर्धारित कर सकते हैं। उड़ान विश्लेषण स्क्रिप्ट में, लाइन 105 से समारोह flying_bouts सबसे लंबे समय तक के सेकेंड में अवधि और कम से कम उड़ान मुकाबलों कुल रिकॉर्डिंग समय के साथ उड़ान में बिताए समय का प्रतिशत और घटना मुक्केबाज़ी उड़ान की संख्या की गणनाएक निर्दिष्ट अवधि सीमा के एस। पर्वतमाला उपयोगकर्ता प्रयोगात्मक जरूरतों के हिसाब से संशोधित किया जा सकता है। ऐसा करने के लिए आदेश में, समारोह के अंदर सभी संख्यात्मक मूल्यों (चर "flight_300_900" में उदाहरण के लिए चर नाम पर लोगों को, शामिल है) वांछित मूल्य के लिए परिवर्तित करने की जरूरत है। पर्वतमाला और उनकी अवधि की संख्या बस उपयोगकर्ता के विनिर्देश पर निर्भर करता है। स्क्रिप्ट स्क्रीन पर प्रत्येक चैनल के लिए विश्लेषण के परिणाम प्रिंट होगा। इनमें शामिल हैं: औसत उड़ान की गति, कुल उड़ान समय, दूरी की यात्रा की, कम से कम और सबसे लंबे समय तक उड़ान मुकाबलों और उड़ान रचना। इसके अतिरिक्त, स्क्रिप्ट प्रत्येक चैनल के लिए एक * .dat रिटर्न फाइल और उपयोगकर्ता द्वारा निर्दिष्ट उत्पादन फ़ोल्डर में यह बचाता है। प्रत्येक * .dat फ़ाइल दो स्तंभ हैं: पहले एक चोटी घटना के रिश्तेदार समय का प्रतिनिधित्व करता है, दूसरा लगातार दो चोटी की घटनाओं के बीच विस्तृत गति भिन्नता है। इस फ़ाइल पर गति परिवर्तन का ग्राफ उत्पादन करने के लिए एक्सेल या आर में आयात किया जा सकतासमय और उड़ान गतिविधि पैटर्न कल्पना।

अंत में, इन परिणामों इस उड़ान मिल डिजाइन आसानी से और सफलतापूर्वक विभिन्न कीट मॉडल में गतिविधि पैटर्न उड़ान पर देख रहे व्यवहार के अध्ययन के लिए डेटा इकट्ठा करने के लिए लागू किया जा सकता है कि प्रदर्शित करता है। इस तरह के डेटा शरीर विज्ञान और आकृति विज्ञान पर उदाहरण के लिए के रूप में निर्भर आंदोलन पैटर्न में व्यक्तिगत भिन्नता जांच करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। यह अंततः एक पूरे के रूप में जनसंख्या को प्रभावित करता है, जो चारा या प्रवासी गतिविधि की तरह आंदोलन पैटर्न में व्यक्तिगत भिन्नता का निर्धारण अंतर्निहित शारीरिक और रूपात्मक लक्षण में महान अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकते हैं। समय के साथ विस्तृत गति परिवर्तन संसाधनों की खपत के पैटर्न या उड़ान गतिविधि पर शरीर के अंग आकृति विज्ञान में भिन्नता के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए एक उपकरण की पेशकश की, विस्तृत शारीरिक और रूपात्मक माप के साथ संयोजन में उपयोग किया जा सकता है।

Materials

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.