Hyttysten vastainen laser ( eng. Mosquito laser ) - elektroninen järjestelmä verta imevien hyönteisten , tartuntatautien patogeenien , esimerkiksi malariahyttysten , massahävittämiseen ihmisten malariatartuntariskin vähentämiseksi .
Ajatuksen laserin käytöstä suojaamiseen hyönteisiltä esitti 1980-luvun alussa amerikkalainen astrofyysikko Lowell Wood . Lähes 30 vuotta myöhemmin Intellectual Ventures LLC toi Woodin ehdottaman laitteen toimivaksi prototyypiksi . Kehityksen tilasi Bill ja Melinda Gates -säätiö löytääkseen tapoja lopulta voittaa malaria. Yrityksen kehittäjät ovat herättäneet henkiin vanhan ajatuksen käyttää lasereita tähän tarkoitukseen ja luoneet toimivan prototyypin.
Järjestelmän toimintaperiaate on seuraava. Optinen seurantaalijärjestelmä tunnistaa tietokonekuvankäsittelyn avulla suoja-alueelle pudonneen lentävän hyönteisen sukupuolen ja tyypin. Positiivisella tunnistustuloksella annetaan komento laukaista nopeasti kohteeseen suunnattu ”taistelulaser”, jossa on suhteellisen voimakas pulssifokusoitu optinen säde hyönteisen tuhoamiseksi.
Tunnistusalijärjestelmä toimii infrapuna-alueella, suojattu alue on valaistu infrapuna -LED- valoilla . Hyönteislajeissa ja sukupuolentunnistuksen alajärjestelmässä käytetään pienitehoisia, hyönteisturvallisia lasereita. Tuhoamisen osajärjestelmä käyttää suhteellisen tehokkaita pulssisinisiä lasereita.
Ajatus tästä lähestymistavasta sairauden riskin vähentämiseen on arvosteltu - vastustajien väitteet kiteytyvät siihen tosiasiaan, että useimmilla alueilla, joilla malaria on rehottava, ei yksinkertaisesti ole sähköverkkoja tämän järjestelmän käyttämiseksi [1] .
Vuonna 2007 pidetyssä malariahyttysten leviämistä koskevassa aivoriihissä Wood, yksi Strategic Defense Initiativen (SDI), joka tunnetaan myös nimellä Star Wars, tutkijoista , ehdotti järjestelmän suunnittelua hyttysten tappamiseksi lasereilla. Pian tämän jälkeen idea löysi kannattajia muiden Intellectual Venturesin tutkijoiden joukossa, ja alle vuodessa oli mahdollista tappaa hyttysiä lasersäteilyllä kokeissa [2] .
Siten SDI:stä peräisin olevaa ajatusta tuhoavien lasereiden taistelukäytöstä käytettiin ainakin hyönteisten tuhoamiseen.
Malariaa ei ole käytännössä esiintynyt kehittyneissä maissa, mutta tauti aiheuttaa merkittäviä vahinkoja ihmisten terveydelle ja taloudelle kehitysmaissa. Veren imevien hyönteisten torjuntaa torjunta -aineilla vaikeuttaa se, että uudet malarialevittäjäpopulaatiot tulevat ajan myötä geneettisesti vastustuskykyisiksi myrkkyille [ 3] , lisäksi torjunta-aineet tappavat muita, vaarattomia tai jopa hyödyllisiä hyönteislajeja ja muita eläimiä ja vahingoittavat ympäristöön. Laserteknologia mahdollistaa vain taudin kantajien valikoivan tuhoamisen.
Tämä laser, jota jotkut jokerit kutsuivat "hyttysiä tappavaksi aseeksi" [4] , tappaa hyönteisiä jopa 30 metrin päässä "taistelulaserista" [2] . Intellectual Venturesin kehitystiimi ei raportoi tämän järjestelmän yleisestä tehokkuudesta, mutta he eivät väitä, että niiden kehitys hävittää malarian. He uskovat, että tämä edellyttää useiden erilaisten malarian torjuntatekniikoiden yhdistelmää tehokkuuden parantamiseksi ja kustannusten alentamiseksi [5] .
Ryhmään kuuluu useita tutkijoita, jotka työskentelivät aiemmin Livermore National Laboratoryssa . Näin ollen Lowell Wood työskenteli Edward Tellerin kanssa , "vetypommin isän" ja SDI:n ohjustentorjuntalaser-ohjelman takana [2] . Useat tutkijat työskentelevät parhaillaan hyttysten vastaisen projektin parissa, mukaan lukien Ph.D. Jorden Kare ja johtava tutkija Eric Johanson. Ryhmään kuuluu tutkijoita ja insinöörejä, hyönteisfysiologian asiantuntija , tietokonemallinnuksen asiantuntija ja epidemiologi [6] .
Kehittämisessä otettiin huomioon järjestelmän tehokkuus- ja kustannustekijät. Kehitetty järjestelmä sisältää kotitekoisen mallin lentävistä droneista , prototyypin ja "optisen aidan". Vuodesta 2008 lähtien käytetty kotitekoinen laser pystyi tappamaan vain pienen määrän hyönteisiä, jotka putosivat seuranta-alueelle [2] . Kehittäjät päättivät täydentää laserjärjestelmää lentävillä droneilla, jotka partioivat ilmassa mahdollisten uhrien havaitsemiseksi [2] .
Nyt luotu prototyyppi suojaa sivustoa kehän ympärillä, ja kehittäjät kutsuivat sitä "Photonic Fence" tai "Photonic Fence" ( Photonic Fence ).
Laite toimii infrapuna- LED :n avulla , joka loistaa sen suuntaisesti aitatolppaan, jossa se heijastuu heijastimesta toiseen aitatolppaan ja palaa sitten takaisin lähteeseensä. Tätä valokenttää ohjataan CCD -järjestelmällä, joka on samanlainen kuin digitaalikameroissa. Nämä kamerat sijaitsevat pilareissa ja havaitsevat pienimmät varjot niiden välistä. Sen jälkeen lukulaser skannaa kohteen, saatujen tietojen perusteella prosessori laskee hyönteistyypin ja sen sukupuolen, jälkimmäinen on tärkeä malarian ehkäisyssä - vain naarashyttyset purevat.
Kun ohjelma vahvistaa, että hyönteinen on oikeaa lajia ja sukupuolta ja turvajärjestelmä varmistaa, että osuman kohteen säteellä ei ole ihmisiä, tähtäyslaser ampuu maaliin. Laukaus ei voi vain neutraloida hyönteistä (polttaa sen siivet), vaan myös tappaa sen välittömästi.
Laser on pienitehoinen ja turvallinen ihmisille , se on samanlainen kuin Blu-ray-soittimissa. Laitteen testivideolla hyttysen siivet palavat ensin rajusti ja ruumis putoaa alas usein liikkumattomana. Tarkkaa syytä hyttysen kuolemaan ei tunneta , mutta on todennäköistä, että hyttynen yksinkertaisesti ylikuumenee ja kuolee [7] .
Fotoni-aidan uskotaan suojaavan paremmin rakennuksia, kuten sairaaloita, kouluja ja jopa kokonaisia kyliä malarian leviämisen hillitsemiseksi. Intellectual Venturesin perustajan Nathan Myhrvoldin mukaan fotoni-aita voi tappaa jopa 100 hyttystä sekunnissa enintään 30 metrin kantamalla.
Fotoni-aita voitaisiin valmistaa nykyisen sukupolven kuluttajateknologiassa käytetyistä osista, ja sen ennustetaan olevan suhteellisen alhainen. Myhrvold arvioi, että yhden sarjan fotoni-aitoja voidaan valmistaa noin 50 dollarilla. Erä prototyyppejä myytiin onnistuneesti eBayssa . Kaikki kolme fotoninäytteenoton vaihetta voidaan tehdä itsenäisesti. Kun laite etsii sen näkökentän ohittavia hyttysiä, käytetään infrapuna- LED -valoja ja nykyaikaisten digitaalikameroiden valoantureita. Hyttysten kohdistamiseen ja tappamiseen käytetään samanlaista lasertekniikkaa, joka löytyy optisista laitteista, kuten DVD-asemasta .
Fotoni-aidan aiheuttaman sivuvahingon ei-malariahyönteispopulaatiossa uskotaan olevan vähäinen. Koska järjestelmä voi nopeasti määrittää kohteensa siipilyöntitaajuudestaan, laite kohdistuu vain naarashyttysiin, jotka kantavat malariaa joissakin hyttyslajeissa. Lisäksi järjestelmän avulla voit tunnistaa hyönteislajeja, jotka eivät levitä tauteja, kuten mehiläisiä. Sivuvaurioiden riski on minimoitu, koska prosessori antaa laserille juuri sen verran jännitettä, että se tuhoaa hyttyskudoksen.
Vaikka yleisön reaktio oli myönteinen, asiantuntijat epäilivät fotoni-aidan tehokkuutta, koska järjestelmä ei toimisi korkeiden kustannusten ja esimerkiksi Afrikan sähköongelmien vuoksi. Fotoni-aitaa on toistaiseksi käytetty vain laboratorio-olosuhteissa.
http://www.kp.ru/daily/26553/3570533/