Publicação: Desenvolvimento e análise de um sonicador para simular abelhas vibradoras usando vibrometria laser, imagens de alta velocidade e análises acústicas
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CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::ECOLOGIA
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Resumo
As abelhas são reconhecidamente os polinizadores mais importantes das plantas com flores.
Mais da metade das abelhas existentes possuem a capacidade de realizar um comportamento de
vibração durante a visita às flores. Esse comportamento é fundamental para polinização de
flores de pólen pois, na maioria das vezes, essas flores possuem anteras poricidas e a retirada
de pólen acontece especificamente pela vibração dessas abelhas num processo conhecido como
“buzz pollination”. Durante esse processo, as abelhas podem ajustar diferentes valores de
duração, frequência e amplitude de vibração de acordo com suas características corporais e com
as características das flores que visitam. Dessa forma, um equipamento portátil e capaz de
simular o comportamento de vibração de abelhas tanto no laboratório quanto no campo é de
fundamental importância para o desenvolvimento das pesquisas sobre “buzz pollination” e a
reprodução das flores de pólen. Neste projeto, desenvolvemos um sistema artificial de vibração
caseiro e barato baseado em um altofalante
com placa de metal vibratória que permite simular
o comportamento de abelhas com diferentes tamanhos e propriedades de vibração. Nós
descrevemos sua acurácia e precisão usando vibrometria óptica. Também comparamos as
vibrações medidas por vibrometria óptica com as vibrações medidas por imagens de alta
velocidade e análises acústicas clássicas. O equipamento apresentou alta precisão e acurácia em
89% das reproduções de frequências, porém o mesmo não aconteceu com a reprodução das
amplitudes. Tanto os vídeos de alta velocidade quanto o microfone gravaram as vibrações e
permitiram boas estimativas de frequência dominante e amplitude geradas pelo sonicador.
Dessa forma, o sonicador, quando devidamente calibrado, permite uma boa reprodução de
vibrações artificiais. Além disso, vídeos de alta velocidade são uma boa alternativa para se
estimar os componentes de vibração (frequência e amplitude) das abelhas em campo e em
laboratório.
Abstract
Bees are the most important pollinators of flowering plants. More than half of the existing bees
have the ability to perform a vibrational behavior during their visit to the flowers. This behavior
is fundamental for pollination of pollen flowers because these flowers bear poricidal anthers
and pollen release occurs only by the vibration of these bees in a process known as "buzz
pollination". During this process, bees can adjust different values of duration, frequency and
amplitude of vibration according to their body traits as well as the traits of the flowers they
visit. Thus, a portable device capable of simulating the vibration behavior of bees in both the
laboratory and the field is fundamental for research development in “buzz pollination” and
pollen flower reproduction. In this project, we developed a homemade and inexpensive artificial
vibration system based on a speaker with a vibrating metal plate that allows us to simulate the
behavior of bees with different sizes and vibration properties. We described its accuracy and
precision using optical vibrometry. We also compared the vibrations measured by optical
vibrometry with those measured by highspeed
videos and classical acoustic analysis. The
equipment presented high precision and accuracy in 89% of the reproductions of frequencies,
however the same did not happen with the reproduction of the amplitudes. Both the highspeed
videos and the microphone recorded the vibrations and allowed good estimates of the dominant
frequency and amplitude generated by the sonicator. Thus, the sonicator, when properly
calibrated, allows a good reproduction of artificial vibrations. In addition, highspeed
videos
are a good alternative to estimate the components of vibration (frequency and amplitude) of
bees in the field and in the laboratory.
Palavras-chave
Vibração, Polinização, Vibrometria, Biomecânica, Flor de pólen
Citação
RESENDE, Caique Rocha. Desenvolvimento e análise de um sonicador para simular abelhas vibradoras usando vibrometria laser, imagens de alta velocidade e análises acústicas. 2021. 31 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Ciências Biológicas) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021.