Пристрій для визначення місць скупчення небезпечних комах

Використовуючи лазери і спеціальний алгоритм обробки інформації, вчені створили пристрій, який здатний миттєво визначити вид комахи, яка пролітає, повз нього.

Жуки і комахи - красиві тільки на фото, а в житті можуть нашкодити сільському господарству і здоров'ю людини. Новий винахід пропонує потужну і дешеву стратегію, щоб виявити місця, заселені шкідливими комахами. Завдяки такій технології люди зможуть цілеспрямованіше боротися з комахами, обробляючи пестицидами не все підряд, а саме ті місця, де вони мешкають.

Лабораторні випробування приладу показали хороші результати, що й спонукало ентомологів випробувати його в реальних умовах, а саме - там де вчені досі не можуть визначити, схованки малярійних комарів під час сухого сезону.

  «Використання цього датчика має величезний потенціал у справі порятунку життя і сільськогосподарських культур, - говорить Імон Кео , учений з університету Каліфорнії. - Мені здається, що в найближчі рік - два цей винахід розвинеться і пошириться по всьому світу».

Щороку комахи вбивають мільйони людей, поширюючи небезпечні захворювання, і знищують продовольчі культури на суму понад 40 мільярдів доларів. Вже майже 70 років вчені шукають ефективні способи виявити місця, звідки зароджуються епідемії як можна раніше, щоб мінімізувати шкоду. Проте весь час стикаються з непереборними труднощами.

Попередні спроби створити автоматизовані детектори комах були не дуже вдалими. У них використовували звук, щоб ідентифікувати комах. Але біда була в тому, що мікрофони вловлювали звук на певній відстані . І чим далі від мікрофона пролітає комаха, тим менше звуку вловлює мікрофон. Цей недолік робить прилад неефективним, якщо комаха не пролітає прямо перед ним.

Були й інші спроби створити щось подібне, але вони або не довели свою ефективність, або були занадто трудомісткі, як у виробництві, так і у використанні . Наприклад, вчені обкладали передбачуване місце проживання комах липкою папером, а через тиждень відправляли туди людину для збору результатів. Однак деякі комахи живуть тільки тиждень або два, тому до того часу, коли технік приходить на місце, може бути вже занадто пізно запобігати поширенню епідемії. Крім цього, недолік цього способу ще й у тому, що деякі комахи схожі одна на одну, тому людське око не завжди може помітити між ними різниці. Це призводить до неправильного визначення виду комахи і, як наслідок, до вибору неправильного методу боротьби з ними і з поширюваною їми загрозою.

У пошуках кращої системи Кіо і його колеги скористалися шпигунським трюком з фільму про Джеймса Бонда.

Коли людина стоїть біля скла і щось говорить, то скло вібрує. І щоб зрозуміти, що говорить людина біля скла людина, необхідно направити на скло світло і за допомогою вібруючих відображень інтерпретувати його слова.

Як і подібні шпигунські штучки, новий датчик світить тонкими лазерними променями. І коли через промені пролітає комаха, то створюються світлові коливання. Спеціальний алгоритм перетворює ці коливання в звуки, які записуються у вигляді MP3 файлу. Їх вже аналізує комп'ютер.

За цим записам програма визначає частоту ударів крил - вона різна у кожного виду, - завдяки чому може визначити вид комахи і навіть те, якого він є статі. Програма розпізнає вид комахи з 80 відсотковою точністю.

Щоб система працювала ще точніше, її алгоритми треба налаштувати так, щоб вони ще визначали температуру, вологість та інші  параметри, а також поведінкові фактори комах: у який час доби літають і на якій висоті.

Різноманітність в світі комах має масовий характер, і команда Кео сподівається доопрацювати прилад до досконалості за підтримки громадськості, в тому числі і шкіл, в яких кожен клас може збирати дані про певний вигляді комахи, щоб представити всю необхідну інформацію вченим. Крім цього, вчені хочуть зробити датчик недорогим, щоб він коштував не більше долара.

Потенційна область застосування датчика вельми широка.

У природі датчики можуть відслідковувати бджіл, щоб допомогти вченим з'ясувати, що призводить до краху колонії.

У садах пристрій може виявити, коли і де на полях з'являються комахи, щоб фермери могли негайно реагувати і розпорошувати отруту в небезпечних місцях.

У боротьбі з хворобою датчики можуть бути використані для визначення того, які з 3528 видів комарів літали в цей час в зоні поширення хвороби.

Ентомолог Тові Леманн сподівається, що в Малі ця система допоможе розкрити таємницю, куди зникають малярійні комарі , коли в країні починається сухий сезон, який триває близько семи місяців. Але варто піти дощу, як вони тут як тут.

Незважаючи на те, що місця досліджують великі групи людей, які використовують собак, навчених винюхувати комарів, вчені до цих пір не змогли виявити, куди діваються комарі, коли дощі припиняються.

    «Зараз ми тільки тестуємо прототип, - говорить Леманн, співробітник інституту алергії та інфекційних захворювань в Роквіллі, штат Меріленд. - Обіцянки розробників - сміливі, і я в захваті від можливостей приладу. Просто треба його ще трохи допрацювати, щоб він був повністю готовий для використання в бою».