PICT: A low‐cost, modular, open‐source camera trap system to study plant–insect interactions

• Published in: Methods in ecology and evolution Vol. 12; no. 8; pp. 1389 - 1396
• Main Authors: Droissart, Vincent, Azandi, Laura, Onguene, Eric Rostand, Savignac, Marie, Smith, Thomas B., Deblauwe, Vincent
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: London John Wiley & Sons, Inc 01.08.2021; Wiley
• Subjects: behavioural ecology; Biodiversity; Biodiversity and Ecology; Botanics; Cameras; Compression; Construction; digital video recording; Diospyros; DIY camera trap; Ecology, environment; Ecosystems; Environmental Sciences; Epiphytes; e‐ecology; Image compression; Image quality; Infrared radiation; Insects; Life Sciences; low‐cost technology; Modular design; Plant reproduction; plant–insect interaction; Pollination; pollination biology; Pollinators; Portability; Predator-prey interactions; Prey; Rainforests; Raspberry Pi; Remote control; Smartphones; Systematics, Phylogenetics and taxonomy; Vegetal Biology; Video compression; Wildlife; Plant‐insect interaction; Low‐cost technology; DIY camera trap; Raspberry Pi; Digital video recording; Pollination biology; Behavioural ecology; E‐ecology
• ISSN: 2041-210X; 2041-210X
• DOI: 10.1111/2041-210X.13618

Commercial camera traps (CTs) commonly used in wildlife studies have several technical limitations that restrict their scope of application. They are not easily customizable, unit prices sharply increase with image quality and importantly, they are not designed to record the activity of ectotherms such as insects. Those developed for the study of plant–insect interactions are yet to be widely adopted as they rely on expensive and heavy equipment. We developed PICT (plant–insect interactions camera trap), an inexpensive (<100 USD) do‐it‐yourself CT system based on a Raspberry Pi Zero computer designed to continuously film animal activity. The system is particularly well suited for the study of pollination, insect behaviour and predator–prey interactions. The focus distance can be manually adjusted to under 5 cm. In low light conditions, a near‐infrared light automatically illuminates the subject. Frame rate, resolution and video compression levels can be set by the user. The system can be remotely controlled using either a smartphone, tablet or laptop via the onboard Wi‐Fi. PICT can record up to 72‐hr day and night videos at >720p resolution with a 110‐Wh power bank (30,000 mAh). Its ultra‐portable (<1 kg) waterproof design and modular architecture is practical in diverse field settings. We provide an illustrated technical guide detailing the steps involved in building and operating a PICT and for video post‐processing. We successfully field‐tested PICT in a Central African rainforest in two contrasting research settings: an insect pollinator survey in the canopy of the African ebony Diospyros crassiflora and the observation of rare pollination events of an epiphytic orchid Cyrtorchis letouzeyi. PICT overcomes many of the limitations commonly associated with CT systems designed to monitor ectotherms. Increased portability and image quality at lower costs allow for large‐scale deployment and the acquisition of novel insights into the reproductive biology of plants and their interactions with difficult to observe animals. ​ Résumé Les pièges photographiques du commerce utilisés pour étudier la faune sauvage souffrent de limitations techniques qui restreignent leur champ d'application. Ils ne sont pas aisément personnalisables, leur prix augmente considérablement avec la qualité de l'image et, surtout, ils ne sont pas conçus pour enregistrer l'activité d'ectothermes tels que les insectes. Ceux qui ont été développés pour étudier les interactions entre les plantes et les insectes sont peu utilisés en raison de leur poids et de leur coût. Nous avons développé PICT (plant‐insect interactions camera trap), un piège photographique à construire soimême pour filmer en continu l'activité des animaux de petite dimension. PICT est peu coûteux (<100 USD) et basé sur un ordinateur Raspberry Pi Zero. Le système est particulièrement bien adapté à l’étude de la pollinisation, du comportement des insectes et des interactions prédateurs‐proies. La distance de mise au point peut être réglée manuellement à moins de 5 cm. Dans des conditions de faible luminosité, une lumière infrarouge éclaire automatiquement le sujet observé. La fréquence des images, la résolution et le niveau de compression vidéo peuvent être ajustés par l'utilisateur. Le système peut être contrôlé à distance à l'aide d'un téléphone portable, d'une tablette ou d'un ordinateur via le Wi‐Fi intégré. PICT peut enregistrer jusqu'à 72 heures de vidéos de jour comme de nuit à une résolution >720p en utilisant une batterie portable de 110 Wh (30 000 mAh). Sa conception étanche, ultra‐portable (<1 kg et son architecture modulaire permettent un usage dans divers contextes de terrain. Nous fournissons un guide technique illustré détaillant les étapes de la construction et de l'exploitation ainsi que du post‐traitement des vidéos. Nous rapportons les résultats du déploiement de PICT dans deux situations contrastées dans les forêts tropicales d'Afrique Centrale : une étude des insectes pollinisateurs dans la canopée de l'ébène d’Afrique Diospyros crassiflora et l'observation d'événements rares de pollinisation d'une orchidée épiphyte Cyrtorchis letouzeyi. PICT permet de surmonter plusieurs limitations inhérentes aux pièges photographiques conçus pour observer les ectothermes. Une portabilité et une qualité d'image accrues à moindre coût permettent un déploiement à grande échelle et l'acquisition de nouvelles connaissances sur la biologie de la reproduction des plantes et sur leurs interactions avec des animaux difficiles à observer. ​