Forskere har bygget dette Raspberry Pi-drevet, 3D-printede robot-laboratorium for at studere flyver

0
6

Nul

fruitfly.jpg
janeff, Getty Images/iStockphoto

Forskere har skabt en Raspberry Pi-drevet robot lab, der registrerer og profiler adfærd tusindvis af frugt-fluer i real-tid.

Forskerne fra Imperial College London, der er bygget mini-Pi-drevet robotics lab til at hjælpe skala op analyser af bananfluer, som er blevet populære proxy for forskere at studere den menneskelige gener og ledninger af hjernen. Forskerne kalder lab en ethoscope, en open-source hardware og software platform for “ethomics”, som bruger machine vision at studere dyrenes adfærd.

Og mens computer-assisteret analyse lover at revolutionere forskning teknikker til at Drosophila (bananfluen) neurologer, forskere hævder, at dens potentiale er begrænset af custom hardware, som tilføjer omkostninger og ofte ikke er skalerbar.

Raspberry Pi-baseret ethoscope giver forskerne et modulært design, der kan være bygget med 3D-trykte komponenter eller endda LEGO-klodser til en pris på €100 per ethoscope.

“En af de mest vellykkede aspekter af Dæmninger, som vi havde til formål at efterligne, er evnen til at køre snesevis af eksperimenter, samtidig, indsamling af data i real-tid fra tusindvis af fluer på en gang, ved hjælp af en enhed, der følger en” plug-and-play ” – tilgang,” skriver de.

Udover Raspberry Pi, ethoscope kræver et HD-kamera og en 3D-printet box-type ramme med forskellige rum. De har også leveret design og instruktioner til at skabe rammen med LEGO eller foldet pap.

Raspberry Pi, og kameraet er placeret øverst for at observere og registrere en “behavioral arena” dæk i bunden, som er oplyst af en infrarød LED-lys. De tilbyder otte adfærdsmæssige arena 3D-print design til forskellige typer af undersøgelser, såsom søvn analyse, beslutningstagning, og fodring.

Hver ethoscope strøm via USB, og kan styres fra en PC via et web-interface. Raspberry Pi aflaster data til Pc ‘ er via wifi til analyse, som også sikrer, at eksperimenter er ikke begrænset af lagerkapacitet på Raspberry Pi.

På software siden, de bruges på en overvåget machine learning algoritme til at udvikle en tracking-modulet og en real-time adfærdsmæssige annotator, der automatisk etiketter forskellige tilstande af aktivitet, såsom at gå, hvilket gør mikro-bevægelser som at spise eller lægge æg, og ikke er i bevægelse.

“Det kan forekomme overraskende, men bananfluer er intelligente dyr, og de kan gøre stort set alt, hvad mennesker gør: fluer vide, hvor at søge efter føde, husly og parring partnere; de lærer at undgå rovdyr og aggressive kammerater; de kommunikerer, retten og engagere sig i det sociale liv,” siger Quentin Geissmann, den Ph.d. – studerende på imperials Department of Life Sciences, der ledede undersøgelsen.

0