המערכת והפרוטוקול נועדו לנתח את מערכת הזבובים הפיזיו על ידי מיפוי עם התערבות אנושית מינימלית. עם המערכת והפרוטוקול, אנו יכולים לדעת במדויק כיצד מאורגן המרחב החזותי של גודל זבוב. יתרונות המערכת הם יכולת השכפול ומהירות המיפוי.
חקר העיניים המורכבות הוא חלק חשוב בחקר הראייה של בעלי חיים ונתן השראה למספר חידושים טכניים שהניבו עיניים מלאכותיות. הצבנו דוגמה כיצד לבנות ולבדוק מכשיר אוטומטי לסריקת עיניים מורכבות. פרטים על פיתוח אלגוריתמים שמפגישים בין החלקים זקוקים לתשומת לב מיוחדת.
התחילו באיסוף זבוב מהאוכלוסייה שגודלה במעבדה. להכין צינור מרסן על ידי חיתוך שישה מילימטרים מהחלק העליון כך שלצינור יש קוטר חיצוני של ארבעה מילימטרים וקוטר פנימי של 2.5 מילימטרים בחלק העליון. מניחים את הזבוב בתוך הצינור החתוך ואוטמים את הצינור בכותנה כדי למנוע פגיעה בזבוב.
ואז לדחוף את הזבוב כך שהראש בולט מהצינור והגוף מרוסן בצינור. השתמשו בשעוות דבורים כדי לשתק את הראש בזמן שהעיניים נשארות חשופות. לאחר סיום, לחתוך את הצינור כדי להשיג אורך של 10 מילימטרים.
לאחר מכן מניחים את צינור הפלסטיק המכיל את הזבוב במחזיק הפליז כאשר עין אחת של הזבוב מצביעה כלפי מעלה והמחזיק מונח על שולחן. התאם את כיוון הצינור במיקרוסקופ כמתואר בכתב היד כדי לסרוק את כל העין בטווח האזימוט והגובה המותרים על ידי ההתקנה. הגדר את המיקרוסקופ על ידי הרכבת סיכת יישור על שלב הסיבוב של האזימוט כך שניתן יהיה להתאים את מיקום X-Y של הקצה כך שיחפוף לציר האזימוט על הבמה הממונעת.
בעת הצפייה במיקרוסקופ המצויד במטרה של 5X, השתמש בג'ויסטיק ציר Z כדי להתמקד בקצה. לאחר מכן, יישרו את התאמת X-Y של ציר האזימוט עם הציר האופטי של המיקרוסקופ והשתמשו בג'ויסטיקים של ציר X ו-Y כדי להבטיח שצירי הגובה והאזימוט הסיבוביים מיושרים מראש עם הסיכה הממורכזת. תמרנו את האזימוט ואת ג'ויסטיקי ההגבהה כדי לבדוק אם הסיכה ממורכזת ביחס לשתי דרגות החופש.
כאשר הוא ממורכז היטב, קצה הסיכה נשאר באותו מיקום במהלך אזימוט וסיבובי הגבהה. יישור והרכבת הזבוב עם שלב ההגבהה באפס מעלות ומחזיק על שלב האזימוט. לאחר מכן התבונן בעין הזבוב עם המיקרוסקופ.
לאחר הפעלת נורית התאורה, התאם את המיקום האופקי של הזבוב כדי ליישר את מרכז הפסאודו-פופיל. לאחר מכן שנה את המיקום האנכי של הפסאודו-פופיל על-ידי שימוש בבורג המסתובב של המחזיק, כך שהפסאודו-פופיל העמוק יובא לפוקוס ברמת ציר הגובה. לאחר מכן, יישרו את הפסאודו-פופיל העמוק ביחס לאזימוט וצירי ההגבהה על ידי מרכזו בשדה הראייה.
כאשר ההתקנה מוכנה, החלף את התצוגה למצלמה הדיגיטלית המותקנת במיקרוסקופ והפעל את אתחול התוכנה של מערכת גרייס, הכוללת אתחול בקרי המנוע ובקר ה- LED של Arduino. לשם כך, פתח את גרסת MATLAB 2020a ומעלה והפעיל את סקריפט MATLAB. על מסך המחשב, אשרו כי הפסאודו-פופיל של הזבוב במרכז התמונה המוקרנת.
השתמש בג'ויסטיק ציר Z כדי להביא את המוקד לרמה של פסאודופופיל הקרנית. לאחר שהמיקוד מיושר, הפעל את אלגוריתם המיקוד האוטומטי כדי לקבל תמונה חדה ברמת הקרנית. לאחר מכן החזירו את המיקוד לרמה הפסאודו-פופילית העמוקה על ידי התאמת שלב ציר ה-Z הממונע.
אחסנו את המרחק בין הפסאודו-פופיל העמוק לפסאודו-פופיל הקרנית. לאחר מכן, כוונן את מרכוז הפסאודו-פופיל עם אלגוריתם המרכוז האוטומטי ולאחר מכן תחזיר את המיקוד לרמת הפסאודו-פופיל הקרנית. הפעל מחדש את אלגוריתם המיקוד האוטומטי ואפס את השלבים הממונעים במיקומים הנוכחיים שלהם.
תוך כדי סריקת העין, הפעל את אלגוריתם הסריקה כדי לדגום את תמונות העין לאורך המסלולים בשלבים של חמש מעלות תוך ביצוע אלגוריתמי המרכוז האוטומטי והמיקוד האוטומטי. לאחר הדגימה, כבו את בקרי ה-LED והמנוע. מאוחר יותר, לעבד את התמונות על ידי החלת האלגוריתמים לעיבוד תמונה.
בחקר האופטיקה של עין הזבוב, התמונה בגובה פני השטח של העין מראה את השתקפויות הפאנט ואת השתקפות גרגיר הפיגמנט במצב המופעל. התמונה שצולמה ברמה של מרכז עקמומיות העין המחישה את השתקפות ההשתקפות של סידור התאים הפוטורצפטורים בתבנית טרפזית כאשר הקצוות הדיסטליים שלהם ממוקמים בערך במישור המוקד של עדשות הפאנט. שתי תמונות עוקבות נמצאו בקורלציה כדי לקבוע שינוי בתרגום של תבנית הפאה.
תמונה שצולמה במהלך סריקה לרוחב העין מוצגת עם הצנטרואידים של הפן. לאחר סיבוב אזימוטאלי של חמש מעלות, התמונה הבאה מומחשת כאן. ההליך הצנטרואידי לא הצליח לזהות את כל ההיבטים.
רפלקציה מקומית נמוכה שנגרמה על ידי אי-סדירות קלה על פני השטח, או מפרטים של אבק, גרמה לצנטרואידים שגויים. השגיאה נפתרה על ידי חישוב התמרת פורייה מהירה. טבעת ההרמוניות הראשונה מגדירה שלושה כיוונים המסומנים על ידי הקווים הכחולים, האדומים והירוקים.
הטרנספורמציה ההפוכה של ההרמוניות לאורך שלושת הכיוונים הניבה את הפסים האפורים. עינו הימנית של האוספליי נסרקה מהצד הקדמי לצד הצדדי ב-24 מדרגות. התמונה מציגה את ההרכבה של ההיבטים כדיאגרמת וורונוי.
בתחילת הסריקה, יש לתת תשומת לב מיוחדת להתאמת הפסאודו-פופיל העמוק של עין הזבוב במרכז הסיבוב של המערכת הגורנומטרית. כאן אנו מיישמים מיקרוסקופיית אפי-תאורה. ניתן להרחיב שיטה זו באופן ישיר למיקרוסקופיה פלואורסצנטית כדי לחקור חרקים שאין להם פסאודו-פופיל משקף.
ידע כמותי על התפלגות הצירים החזותיים של העין יאפשר הבנה של האופן שבו מערכות פיזיו מותאמות למשימות מסוימות כגון ציד, הזדווגות או גילוי טורפים.
