TOLC：另一種研究果蠅行為的設備

本篇論文介紹了Transparent Omnidirectional Locomotion Compensator （TOLC），這是一個參考平衡機器人設計出來的設備，當果蠅在透明球體上行走時，底部的全向輪會透過旋轉透明球體來補償果蠅的運動。TOLC能克服空間限制讓果蠅自由行走，並且果蠅不被固定也不需要剪翅，因此能避免干擾果蠅的自然行為。（Fig 1）

Fig1. TOLC實驗裝置。(A) TOLC示意圖：LED定位果蠅位置，三個全向輪控制透明壓克力球體旋轉，果蠅行為室放置果蠅並且上方以蓋玻片蓋住。(B) TOLC實驗裝置設計俯視圖。(C) TOLC實驗裝置設計前視圖。(D) TOLC實物圖。(E) 果蠅在透明球體頂部行走。(原文Figure 1)

實驗的結果顯示果蠅在TOLC上平均以14.2 mm/s的速度自由行走，與過去統計的速度範圍相似，果蠅主動行走的比例超過一半的時間，此外，即使果蠅移動速度增加時會增加追蹤的誤差，但是誤差都在1mm以內，表明了TOLC潛在的應用價值，作者也提到未來會繼續提高TOLC的追蹤性能。（Fig 2、Fig 3）

Fig2. 未受刺激的果蠅在TOLC上的行為。(A) 果蠅5分鐘行走軌跡，總路徑957 mm。(B)虛擬座標中果蠅5分鐘行走軌跡。(C) 3秒鐘行走軌跡（圖A的b區段）。(D) 3秒鐘行走軌跡（圖C）中每個時間點的影像。(E-G) 3秒鐘行走軌跡（圖C）內果蠅位置與球體位置的X軸、Y軸、角度變化。(原文Figure 7)

Fig3. TOLC的追蹤效能。(A) 距離誤差與果蠅速度的關係。(C) 3秒鐘行走軌跡（圖A的b區段）。(D) 3秒鐘行走軌跡（圖C）中每個時間點的影像。(E-G) 3秒鐘行走軌跡（圖C）內果蠅位置與球體位置的X軸、Y軸、角度變化。(原文Figure 10)

撰文：余旻珊

參考文獻：

Pun P, Brown J, Cobb T, Wessells RJ, Kim DH. Navigation of a Freely Walking Fruit Fly in Infinite Space Using a Transparent Omnidirectional Locomotion Compensator (TOLC). Sensors (Basel). 2021 Feb 27;21(5):1651. doi: 10.3390/s21051651. PMID: 33673520; PMCID: PMC7956841.