KR101570729B1 - 온도별 곤충행동관찰을 위한 실험키트 및 이를 이용한 곤충의 선호 온도 확인 방법 - Google Patents

Abstract

곤충을 전시하기에 앞서 해당 곤충의 온도별 선호성을 미리 확인하여 전시 환경을 최적의 상태로 마련해 주기 위한 실험키트가 개시된다. 본 발명에 따른 실험키트는 전시에 사용될 특정 곤충들이 저장되는 케이지와, 케이지의 바닥면에 설치되는 방열판과, 방열판을 다수의 구간으로 구획하여 이웃한 방열판끼리 열전달되는 것을 차단하는 열차단판과, 케이지의 하부 장비실에 형성되어 각각의 열차단판에 독립적으로 일정한 온도를 제공하는 온도콘트롤러를 포함하여 구성된다.

Description

온도별 곤충행동관찰을 위한 실험키트 및 이를 이용한 곤충의 선호 온도 확인 방법{Tracking kit for behavioral observations of insects}

본 발명은 곤충행동관찰을 위한 실험키트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 곤충을 전시할때에 곤충마다 선호하는 온도를 미리 확인하여 곤충 종에 따른 최적의 환경을 제공하려는 온도별 곤충행동관찰을 위한 실험키트 및 이 실험키트를 이용하여 곤충의 선호 온도를 확인하는 방법에 관한 것이다.

최근 곤충이 환경지표, 환경정화, 천적자원 등으로 활용되고 유전자연구의 소재로 활용되는 등 활용범위가 넓어지면서 곤충사육에 대한 관심이 높아지고 있다. 또한, 지방자치단체에서는 함평나비축제, 무주반딧불축제 등 곤충을 소재로 한 지역특화프로그램을 주관하고 생태공원을 조성하는 등 곤충이 교육 및 관광 상품으로도 각광받고 있다.

이러한 교육 및 관광상품의 일환으로 곤충 등을 전시하는 예가 점차 많아지고 있는데, 단순히 전시박스내에 곤충을 서식하도록 하여 성장환경을 맞추거나, 실제 전시 시 곤충의 활동성이 낮아져 전시효과가 떨어지고 있는 실정이다.
[선행기술문헌]
한국 등록실용신안 20-0468972(2013.09.04) 곤충류 행동반응 측정장치
한국 등록실용신안 20-0450889(2010.11.02) 곤충학습관찰용 용기

본 발명은 상기와 같이 곤충을 전시하기에 앞서 해당 곤충의 온도별 선호성을 미리 확인하여 전시 환경을 최적의 상태로 마련해 주기 위한 실험키트 및 이 실험키트를 이용하여 전시 곤충의 선호온도를 확인하는 방법을 제공하려는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 실험키트는,

전시에 사용될 특정 곤충들이 저장되는 케이지;

케이지의 바닥면에 설치되는 방열판;

방열판을 다수의 구간으로 구획하여 이웃한 방열판끼리 열전달되는 것을 차단하는 열차단판; 및

케이지의 하부 장비실에 형성되어 각각의 열차단판에 독립적으로 일정한 온도를 제공하는 온도콘트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도별 곤충행동관찰을 위한 실험키트를 제공한다.

이때, 장비실의 어느 일측에는 외부공기를 끌어들이는 유입구가 형성되고, 장비실의 타측에는 내부공기를 외부로 배출시키는 배출구 및 환풍기가 설치될 수 있다.

그리고 방열판의 하부에는 열차단판에 의해 구획된 냉각판이 더 형성될 수도 있을 것이다.

또한, 케이지의 바닥은 매트가 깔리며, 매트와 방열판의 사이에는 열차단판에 의해 구획된 열전달판이 더 형성될 수도 있다.

본 발명에 따른 곤충의 선호 온도 확인 방법은,

상기와 같이 이루어진 실험키트를 이용하여 실험 대상 곤충의 선호 온도를 확인하는 방법으로서,

케이지내의 실험 곤충들을 비디오 카메라로 촬영한 후, 촬영된 비디오파일을 인섹 트렉킹 시스템(insect tracking system)을 이용 좌표를 작성하여 실험 곤충들의 행동특성을 확인함을 특징으로 하는 전시용 곤충의 선호 온도를 확인하는 방법을 제공한다.

이때, 좌표를 메트렙(matrab)을 이용하여 엔트로피(entropy)값을 측정 및 분석하여 실험 곤충들의 행동특성을 확인할 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 온도별 곤충행동관찰실험키트는 곤충종마다 선호하고, 활동성이 높은 온도를 확인함으로써 곤충 전시 효과를 높일 수 있는 이점이 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 실험키트를 나타낸 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 실험키트를 정면에서 바라본 내부 구조도이고,
도 3은 케이지내를 열화상 카메라로 촬영한 모습을 나타낸 사진이고,
도 4는 케이지내의 곤충들 행동특성을 나타낸 좌표 그래프이며, 그리고
도 5는 도 4의 좌표를 이용해 곤충들의 엔트로피값을 나타낸 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 실험키트를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 실험키트를 정면에서 바라본 내부 구조도이다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 곤충행동관찰 실험키트(100)는 상하로 구획되어 하부쪽에는 장비실(120)이 구비되고, 상부쪽에는 곤충이 서식하도록 케이지(110)가 구비된 박스형태의 하우징을 포함한다.

먼저, 케이지(110)는 내부가 밀폐되면서 외부에서 내부를 볼 수 있도록 투명 또는 반투명 판으로 제작되며, 상부에는 곤충 등을 넣거나 빼낼 수 있도록 개폐문이 형성될 수 있을 것이다.

장비실(120)은 상측의 케이지(110)로 일정한 온도를 제공할 수 있도록 온도콘트롤러(121) 및 환풍시설이 갖추어져 있다. 이때, 온도콘트롤러(121)는 특정 구간내에 일정한 온도범위를 설정할 수 있도록 다수개가 설치된다. 예컨대, 왼쪽에서부터 4개의 온도 구간을 두어 차례로 20도내외, 30도내외, 40도내외 및 50도내외로 설정하는 것이다. 그리고 설정된 온도범위보다 더 높아지는 경우가 발생될 수 있으므로, 이를 제어하기 위해 장비실(120)의 좌측과 우측에 환풍시설을 갖추게 되는 것이다.

환풍시설은 어느 일측에 유입구(122)를 형성하고, 그 반대쪽 타측에 배출구(123) 및 환풍기(124)을 설치하여서 된다. 장비실(120)에는 위에서 언급한 구성 외에도 전원스위치나, 정류기 등 여러 구성요소가 더 필요하게 되나 본 발명에서 반드시 필요로 하는 온도제공에 따른 온도콘트롤러(121)와, 쿨링에 따른 환풍시설을 대표로 설명하면서 이들의 구동과 관련된 다른 구성부품의 설명은 생략하기로 한다.

다음으로, 장비실(120)과 케이지(110)를 상하로 분리하고 있는 구획판(130)은 단순히 장비실(120)과 케이지(110)를 구획하고 있다기 보다는 원활한 열전달은 물론이고, 일정한 구간별로 설정된 온도범위로 독립적인 열전달을 제공할 수 있도록 구성되어 있다는 것이 특징이다.

따라서 구획판(130)은 기본적으로 횡방향의 방열판(131)을 구비하며, 이 방열판(131)들을 세로방향으로 다수개로 구획하여 일정한 구간별로 독립적인 온도를 제공하도록 열차단판(140)이 설치된다. 즉, 방열판(131)은 온도콘트롤러(121)의 개수에 일치하도록 동일한 개수로 구비되어 각각의 온도콘트롤러(121)와 전기적으로 연결되어 개별적 히팅이 된다. 그리고 열차단판(140)은 위와 같은 각각의 방열판(131)들 사이에 설치되어 이웃한 방열판(131)들끼리 열전달이 일어나지 않도록 하여 케이지(110)의 열전달에 온도가 더해지거나 상쇄되는 현상을 방지할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 구획판(130)은 케이지(110)에 투입된 곤충들이 방열판(131)에 직접 접촉하기 보다는 방열판(131)위에 매트(132)를 깔고, 이 매트(132)와 방열판(131)의 사이에 열전달이 잘되는 열전달판(133)을 내장시킬 수 있다. 이때, 열전달판(133)으로 사용되는 것으로는 알루미늄판이나 패티얼소자 중 어느 하나 또는 두 개 모두 일 수 있다. 그리고 방열판(131)의 하부에는 냉각판(134)을 덧붙여 환풍시설이 작동될때에 방열판(131)을 최대한 빠른 시간내에 쿨링시킬 수 있도록 할 수 있게 된다. 이때, 열차단판(140)은 각각의 방열판(131)들 뿐만 아니라 열전달판(133) 및 냉각판(134)까지 모두 차단하여 히팅은 물론 냉각까지도 완벽히 독립적으로 운영될 수 있도록 하였다.

- 실험예

상기와 같은 실험키트를 이용하여 전시에 사용될 시험 곤충이 어떠한 온도범위에서 활동성이 높은지를 관찰해 보기로 한다.

이 실험에 사용된 곤충은 왕귀뚜라미로 하였으며, 왕귀뚜라미 신성충, 노숙성충 암수 각각 3마리씩 6번에 걸쳐 실험하였다.

그리고 온도콘트롤러(121)의 설정온도는 A0 : 44.7℃, A1 : 38.4℃, A2 : 29.4℃, A3 : 26.2℃로 설정하였다.

곤충의 활동성을 확인하기 위해 비디오카메라를 이용하여 왕귀뚜라미 행동특성을 촬영하였고, 이 촬영된 AVI파일(비디오파일)을 insect tracking system(인섹 트레킹 시스템)을 이용하여 좌표를 작성한 다음 Matrab(메트렙)을 이용하여 Entropy(엔트로피)값을 측정 및 분석하였다.

그리고 설정된 온도에 따라 케이지(110)내에 일치되는 온도가 나타나는지를 확인하기 위해 열화상 카메라를 이용하여 온도를 측정하였다. 온도측정 결과, 도 3 및 아래의 <표 1>에서 보는 것과 같이 각각의 구획별(A0, A1, A2, A3)로 온도가 차이 나는 것을 확인할 수 있다.

Label	Point		Background
A0	112.6℉	44.7℃	68.0℉	20℃
A1	101.1℉	38.4℃	68.0℉	20℃
A2	84.9℉	29.4℃	68.0℉	20℃
A3	79.3℉	26.2℃	68.0℉	20℃

도 4는 실험에 사용된 각각의 곤충들 행동을 좌표로 나타낸 것이고, 도 5는 엔트로피 값을 나타낸 그래프이다.

본 발명에 따른 실험키트(100)에 의해 도 4에서 보는 것과 같이, 왕귀두라미의 행동특성을 분석한 결과 신성충이 노숙성충에 비해 낮은 온도(20~30℃) 범위에서 몰려서 행동하는 경향을 보이는 것으로 확인되었다.

그리고 도 5에서 보는 것과 같이, 왕귀뚜라미 수컷 신성충이 케이지(110)내에서 엔트로피값이 가장 낮은 경향을 보이는 것으로 확인되었다.

본 발명에 따른 실험키트(100)는 상기와 같은 결과를 토대로 곤충을 전시하기 위한 전시계획을 수립할 수 있게 된다. 즉, 일예로 왕귀뚜라미의 경우 암컷인 경우에는 신성충에서는 비교적 낮은 온도범위로 설정하여 전시하는 것을 추천하며, 나아가 노숙성충이 될 때에는 낮은 온도범위 뿐만 아니라 높은 온도범위에서도 전시가 가능할 것이다. 그리고 왕귀뚜라미 수컷의 경우에는 신성충에서는 암컷과 마찬가지로 낮은 온도범위로 설정하는 것을 추천하며, 노숙성충이 되었을때에는 온도범위를 더 높게 해도 무방함을 알 수 있다. 그러나, 엔트로피 값에서 보는 것과 같이, 암컷보다 수컷의 엔트로피가 낮게 나와 전시효과 특히, 곤충의 활동을 관찰하는 전시에서는 활동성이 더 높은 암컷의 왕귀뚜라미가 더 효율적일 것이다.

위에서 설명된 실시 예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시 예들은 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

100 : 온도별 곤충행동관찰을 위한 실험 키트
110 : 케이지 120 : 장비실
121 : 온도콘트롤러 122 : 유입구
123 : 배출구 124 : 환풍기
130 : 구획판 131 : 방열판
132 : 매트 133 : 열전달판
134 : 냉각판 140 : 열차단판

Claims (6)

1. 전시에 사용될 특정 곤충들이 저장되는 케이지(110);
   상기 케이지(110)의 바닥면에 설치되는 방열판(131);
   상기 방열판(131)을 다수의 구간으로 구획하여 이웃한 방열판끼리 열전달되는 것을 차단하는 열차단판(140); 및
   상기 케이지(110)의 하부 장비실(120)에 형성되어 상기 각각의 열차단판(140)에 독립적으로 일정한 온도를 제공하는 온도콘트롤러(121);를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도별 곤충행동관찰을 위한 실험키트.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 장비실(120)의 어느 일측에는 외부공기를 끌어들이는 유입구(122)가 형성되고, 상기 장비실(120)의 타측에는 내부공기를 외부로 배출시키는 배출구(123)가 형성되며, 상기 배출구(123)에는 강제 순환을 위한 환풍기(124)가 설치됨을 특징으로 하는 온도별 곤충행동관찰을 위한 실험키트.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 방열판(131)의 하부에는 상기 열차단판(140)에 의해 구획된 냉각판(134)이 더 형성됨을 특징으로 하는 온도별 곤충행동관찰을 위한 실험키트.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 케이지(110)의 바닥은 매트(132)가 깔리며, 상기 매트(132)와 방열판(131)의 사이에는 상기 열차단판(140)에 의해 구획된 열전달판(133)이 더 형성됨을 특징으로 하는 온도별 곤충행동관찰을 위한 실험키트.
   
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항으로 이루어진 실험키트를 이용하여 실험 대상 곤충의 선호 온도를 확인하는 방법으로서,
   상기 케이지내의 실험 곤충들을 비디오 카메라로 촬영한 후, 촬영된 비디오파일을 인섹 트렉킹 시스템(insect tracking system)을 이용 좌표를 작성하여 실험 곤충들의 행동특성을 확인함을 특징으로 하는 전시용 곤충의 선호 온도를 확인하는 방법.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 좌표를 메트렙(matrab)을 이용하여 엔트로피(entropy)값을 측정 및 분석하여 실험 곤충들의 행동특성을 확인함을 특징으로 하는 전시용 곤충의 선호 온도를 확인하는 방법.
   

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