Комары населяют различные регионы мира, и уже выявлено более 3000 видов. Некоторые из них являются переносчиками ряда заболеваний, таких как малярия, желтая лихорадка или лихорадка денге. По данным Всемирной организации здравоохранения, в 2020 году от малярии умерло 627 000 человек. Именно для борьбы с быстрым распространением и увеличением комаров исследователь Динарте Васконселос разрабатывает техническое решение в рамках своей докторской диссертации.
«Мое исследование направлено на создание экономически выгодного решения, оснащенного набором датчиков, которые могут обнаруживать комаров и отличать их от других насекомых», — говорит исследователь. Нуно Нуньес и Жоао Педро Гомес, профессора Высшего технического института и научные сотрудники Института интерактивных технологий и Институт систем и робототехники, соответственно, консультируют исследовательский проект.
Сначала команда тестировала микрофоны, которые улавливали звук взмахов крыльев комаров.
«Поскольку частота взмахов крыльев различается у разных видов, можно распознать по паттерну виды, обнаруженные с помощью микрофонов», — объясняет Васконселос.
Однако такой подход позволял проводить измерения только на небольшом расстоянии, а система не была готова к работе с фоновым шумом. Благодаря включению в состав инфракрасных оптических датчиков стало возможным увеличить радиус действия системы и сделать ее устойчивой к окружающему шуму. Однако существование нескольких видов насекомых требует использования искусственного интеллекта для достижения лучших результатов. «Нам понадобится база данных, чтобы определить, какие из обнаруженных насекомых являются комарами», — добавляет он.
При благоприятных условиях самка комара может отложить от 100 до 200 яиц за 7 дней, поэтому прототип должен уметь различать самцов и самок.
Аудиофайл комара Aedes aegypti со средней частотой 481 Гц. Фото: Interactive Technologies Institute.
«Лабораторные тесты, которые мы провели в сотрудничестве с Музеем естественной истории в Фуншале, показали, что наша система правильно идентифицировала более 90% комаров в отношении вида и пола», — говорит Васконселос. Он и его команда провели дальнейшее тестирование в Таиланде, где присутствуют малярийные комары Aedesand Anopheles.
Исследователи проводили эксперименты возле Международного центра тропических болезней Раджанагариндра (RTIC). Здесь команда разместила световые ловушки и ловушки с сухим льдом для привлечения комаров. Они разработали тесты для калибровки датчиков, выявления проблем и улучшения обнаружения в естественной среде.
После окончательной доработки прототип будет передавать информацию органам здравоохранения по радиочастоте модуля LoRa для передачи данных, поскольку он более энергоэффективен, чем модуль Wi-Fi, что позволит в режиме реального времени отображать присутствие комаров. В этом отношении, Институт интерактивных технологий, Университетский колледж Лондона и Региональное управление здравоохранения Мадейры подписали протокол исследования по разработке системы мониторинга на острове Мадейра.
Часть системы для обнаружения комаров. Фото: Interactive Technologies Institute.
В будущем, исследователи намерены продолжить развитие технологии, чтобы она могла отличать комаров от других насекомых. Помимо выполнения первоначальной цели, исследователи могут использовать ту же технологию для мониторинга других видов насекомых, представляющих особый интерес, таких как пчелы и другие опылители, чья популяция вызывает опасения в течение последних нескольких лет.
Последнее исследование было опубликовано в журнале Sensors.
Источник: Phys.org.
