Construction d’un moulin de vol amélioré pour l’étude du vol d’insectes attachés

Résumé

Ce protocole utilise des imprimantes tridimensionnelles (3D) et des découpeuses laser trouvées dans les makerspaces afin de créer une conception de fraise de vol plus flexible. En utilisant cette technologie, les chercheurs peuvent réduire les coûts, améliorer la flexibilité de la conception et générer des travaux reproductibles lors de la construction de leurs usines de vol pour les études de vol d’insectes attachés.

Résumé

Les makerspaces ont un fort potentiel pour permettre aux chercheurs de développer de nouvelles techniques et de travailler avec de nouvelles espèces dans la recherche écologique. Ce protocole montre comment tirer parti de la technologie trouvée dans les makerspaces afin de construire un moulin de vol plus polyvalent pour un coût relativement faible. Étant donné que cette étude a extrait son prototype des usines de vol construites au cours de la dernière décennie, ce protocole se concentre davantage sur la description des divergences faites à partir de l’usine de vol simple et moderne. Des études antérieures ont déjà montré à quel point les fraises de vol sont avantageuses pour mesurer des paramètres de vol tels que la vitesse, la distance ou la périodicité. De tels moulins ont permis aux chercheurs d’associer ces paramètres à des facteurs morphologiques, physiologiques ou génétiques. En plus de ces avantages, cette étude discute des avantages de l’utilisation de la technologie dans les makerspaces, comme les imprimantes 3D et les découpeuses laser, afin de construire une conception de broyeur de vol plus flexible, robuste et pliable. Plus particulièrement, les composants imprimés en 3D de cette conception permettent à l’utilisateur de tester des insectes de différentes tailles en rendant réglables les hauteurs du bras du moulin et des capteurs infrarouges (IR). Les impressions 3D permettent également à l’utilisateur de démonter facilement la machine pour un stockage rapide ou un transport sur le terrain. De plus, cette étude utilise davantage les aimants et la peinture magnétique pour attacher les insectes avec un minimum de stress. Enfin, ce protocole détaille une analyse polyvalente des données de vol grâce à des scripts informatiques qui séparent et analysent efficacement les essais en vol différentiables en un seul enregistrement. Bien que plus exigeant en main-d’œuvre, l’application des outils disponibles dans les makerspaces et sur les programmes de modélisation 3D en ligne facilite les pratiques multidisciplinaires et axées sur les processus et aide les chercheurs à éviter les produits préfabriqués coûteux aux dimensions étroitement réglables. En tirant parti de la flexibilité et de la reproductibilité de la technologie dans les makerspaces, ce protocole favorise la conception créative de moulins de vol et inspire la science ouverte.

Introduction

Compte tenu de l’insoluble dispersion des insectes sur le terrain, le moulin à vol est devenu un outil de laboratoire commun pour traiter un phénomène écologique important - la façon dont les insectes se déplacent. En conséquence, depuis que les pionniers de l’usine de vol¹, 2^{,3, 4}ont inauguré six décennies de conception et de construction de laminoir de vol, il y a eu des changements de conception notables à mesure que les technologies s’amélioraient et s’intégraient davantage dans les communautés scientifiques. Au fil du temps, les logicie....

Protocole

1. Construisez le moulin de vol dans un Makerspace

1. Découpez et assemblez au laser la structure de support en plastique acrylique.
   1. Utilisez des feuilles d’acrylique transparentes de 8 (304,8 mm x 609,6 mm x 3,175 mm) d’épaisseur pour construire la structure de support en plastique acrylique. Assurez-vous que le matériau n’est pas en polycarbonate, qui ressemble à l’acrylique mais fondra au lieu d’être coupé sous le laser.
   2. Localisez la découpeuse laser dans le makerspace. Ce protocole suppose que le makerspace dispose d’une découpeuse laser comme indiqué dans la Table des matériaux. Pour les autres découpeuses laser, lisez l....

Résultats

Les données de vol ont été obtenues expérimentalement au cours de l’hiver 2020 en utilisant J. haematoloma collecté sur le terrain en Floride comme insectes modèles (Bernat, A. V. et Cenzer, M. L., 2020, données non publiées). Des essais en vol représentatifs ont été menés au Département d’écologie et d’évolution de l’Université de Chicago, comme le montrent ci-dessous la Figure 6, la Figure 7, la Figure 8et

Discussion

Le moulin de vol simple et moderne offre une gamme d’avantages pour les chercheurs intéressés à étudier le vol des insectes attachés en fournissant une conception fiable et automatisée qui teste plusieurs insectes de manière efficace et rentable^13,31,35. De même, les chercheurs sont fortement incités à adopter des technologies et des techniques émergentes de l’industrie et d’autres domaines scientifiques comme moyen de construir.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
180  ; et Oméga ; Résistance	E-Projects	10EP514180R	Film carbone ; plomb rigide de calibre 24.
Tube en acier hypodermique non magnétique de calibre 19	MicroGroup	304H19RW  ;
2,2 k&Omega ; Résistance	Adafruit	2782	Film carbone ; plomb rigide de calibre 24.
Imprimante 3D	FlashForge	700355100638
Filament d’imprimante 3D	FlashForge	700355100638	Diamètre 1,75 mm ; 1kg/rouleau.
Impression 3D Logiciel de découpage	FlashPrint	4.4.0
Feuilles de plastique acrylique	Blick Art Supplies	28945-1006
Cible de feuille d’aluminium		253-01-0860
Alimentation de la planche d’expérimentation	HandsOn Tech	MDU1025	Peut prendre une entrée de 6,5 V à 12 V et peut produire 3,3 V et 5 V.
Enregistreur de données USB DI-1100	DATAQ Instruments Le	DI-1100	dispose de 4 entrées analogiques différentielles blindées.
Fils électriques	Striveday	B077HWS5XV	fil solide de calibre 24.
Broches entomologiques	BioQuip	1208S2	Taille 2 ; diamètre 0,45 mm.
Filtré 20 uL Pipette Tip Fisher	Scientific	21-402-550
Pistolet à colle chaude avec colle chaude	Joann Fabrics	17366956
Capteur IR	Adafruit	2167	C’est le  ; 3 mm IR  ; Version; Fonctionne jusqu’à 25 cm.
Grand tube en vinyle transparent	Home Depot	T10007008	Diamètre intérieur 3/8 po ; diamètre extérieur 1/2 po ; longueur 20 pi.
		Néodyme N42 à faible frottement ; diamètre 0,394 po ; longueur 0,157 po ; force de maintien 4,9 lb
Découpeuse laser  ;	Systèmes laser universels  ;	PLS6.75
M5 Écrou hexagonal	Home Depot	204274112	Pas de filetage 0,8 mm ; longueur de vis 20 mm ; diamètre 5 mm.
Vis longues en fer	M5 Home Depot	204283784	tête cylindrique Philips ; pas de filetage 0,8 mm ; longueur de vis 20 mm ; diamètre 5 mm.
Vis à fer court	M5 Home Depot	203540129	tête cylindrique Philips ; pas de filetage 0,8 mm ; longueur de vis 10 mm ; diamètre 5 mm.
Feuille de caoutchouc néoprène	Grainger	60DC16	Longueur 12 po ; largeur 12 po ; profondeur 1/8 po.
Logiciel de modélisation 3D en ligne	Autodesk	2019_10_14	Tinkercad.com offre un compte gratuit.
Adaptateur secteur	Adafruit	63	9 VDC 1000mA commutation régulée ; tension d’entrée DC 3.3V 5V.
Petit tube en vinyle transparent	Home Depot	T10007005	Diamètre intérieur 1/4 po ; diamètre extérieur 3/8 po ; 20 pieds de long.
Néodyme			N42 à faible frottement N42P120060 diamètre 0,120 po ; longueur 0,060 po ; force de maintien 0,5 lb.
Planche d’essai MB-102 sans soudure  ;	Adafruit	239	830 points d’ancrage ; longueur 17 cm ; largeur 5,5 cm ; tension d’entrée, DC 3,3 V 5 V.
Finitions sophistiquées fer métallisé surfacer	Blick Art Supplies	27105-2584
Coupe-fil	Cible	; Référence 84-031W