Anti-mygglaser ( eng. Mygglaser ) - ett elektroniskt system för massutrotning av blodsugande insekter , bärare av patogener av infektionssjukdomar , till exempel malariamyggor , för att minska risken för malariainfektion hos människor.
Idén om att använda en laser för att skydda mot insekter framfördes först i början av 1980-talet av den amerikanske astrofysikern Lowell Wood . Nästan 30 år senare kom Woods föreslagna enhet till en fungerande prototyp av Intellectual Ventures LLC . Utvecklingen beställdes av Bill och Melinda Gates Foundation för att hitta sätt att slutligen besegra malaria. Företagets utvecklare har återupplivat den gamla idén att använda lasrar för detta ändamål och skapat en fungerande prototyp.
Funktionsprincipen för systemet är som följer. Det spårande optiska subsystemet, genom datorbildbehandling, känner igen könet och typen av en flygande insekt som har fallit in i det skyddade området. Med ett positivt igenkänningsresultat ges ett kommando att utfärda en "strids"-laser snabbt riktad mot målet med en relativt kraftfull pulsad fokuserad optisk stråle för att förstöra insekten.
Igenkänningsundersystemet fungerar i det infraröda området, det skyddade området är upplyst av infraröda lysdioder . I delsystemet för insektsarter och könsigenkänning används lågeffekts, insektssäkra lasrar. Destruktionsdelsystemet använder relativt kraftfulla pulserande blå lasrar.
Själva idén med detta tillvägagångssätt för att minska risken för sjukdomar har kritiserats - motståndarnas argument kokade ner till det faktum att i de flesta områden där malaria frodas finns det helt enkelt inga elektriska nätverk för att driva detta system [1] .
Under en brainstormingsession 2007 angående spridningen av malariamyggor föreslog Wood, en av forskarna som var involverade i Strategic Defense Initiative (SDI), även känd som Star Wars, att utforma ett system för att döda myggor med laser. Kort därefter fann idén anhängare bland andra forskare från Intellectual Ventures, och på mindre än ett år var det möjligt att döda myggor med laserstrålning i experiment [2] .
Således användes idén om stridsanvändning av destruktiva lasrar, som har sitt ursprung i SDI, åtminstone för att förstöra insekter.
Malaria är praktiskt taget obefintlig i utvecklade länder, men sjukdomen orsakar betydande skador på människors hälsa och ekonomier i utvecklingsländerna. Kontroll av blodsugande insekter med bekämpningsmedel kompliceras av det faktum att nya populationer av malariavektorer blir genetiskt resistenta mot gifter med tiden [3] , dessutom dödar bekämpningsmedel andra, ofarliga eller till och med nyttiga arter av insekter och andra djur och skadar miljö. Laserteknik gör det möjligt att selektivt förstöra endast sjukdomsbärare.
Denna laser, som av några jokrar fått smeknamnet "myggdödande vapen" [4] , dödar insekter upp till 30 m från "strids"lasern [2] . Utvecklingsteamet på Intellectual Ventures rapporterar inte den övergripande effektiviteten av detta system, men de hävdar inte att deras utveckling kommer att utrota malaria. De tror att detta kräver en kombination av flera olika malariakontrolltekniker för att förbättra effektiviteten och minska kostnaderna [5] .
I teamet ingår flera forskare som tidigare arbetat vid Livermore National Laboratory . Således arbetade Lowell Wood med Edward Teller , "vätebombens fader" och hjärnan bakom antimissillaserprogrammet vid SDI [2] . Flera forskare arbetar för närvarande med antimyggprojektet, inklusive Jorden Kare , Ph.D. , och huvudforskaren Eric Johanson. Detta team inkluderar vetenskapsmän och ingenjörer, en specialist i insektsfysiologi , en specialist på datormodellering och en epidemiolog [6] .
Under utvecklingen togs hänsyn till faktorer som effektivitet och kostnad för systemet. Det utvecklade systemet inkluderar en hemmagjord modell av flygande drönare , en prototyp och ett "optiskt staket". Från och med 2008 kunde den hemmagjorda lasern som användes endast döda ett litet antal insekter som föll in i spårningszonen [2] . Utvecklarna bestämde sig för att komplettera lasersystemet med flygande drönare som patrullerar i luften för att upptäcka potentiella offer [2] .
Nu skyddar den skapade prototypen platsen runt omkretsen, och utvecklarna kallade den "Photonic Fence" eller "Photonic Fence" ( Photonic Fence ).
Enheten arbetar med hjälp av en infraröd LED , som lyser på en stängselstolpe parallellt med den, där den reflekteras från reflektorn till en annan stängselstolpe och sedan återvänder till sin källa igen. Detta ljusfält styrs av ett CCD- system som liknar de som används i digitalkameror. Dessa kameror är placerade på pelare och upptäcker de minsta skuggorna mellan dem. Efter det skannar läslasern målet, baserat på den mottagna informationen, beräknar processorn typen av insekt och dess kön, det senare är viktigt för att förebygga malaria - endast kvinnliga myggor biter.
Efter att programmet bekräftat att insekten är av rätt art och kön, och säkerhetssystemet säkerställer att det inte finns någon person inom radien av målet som träffas, skjuter siktlasern mot målet. Ett skott kan inte bara neutralisera en insekt (bränna dess vingar), utan också döda den omedelbart.
Lasern har låg effekt och är säker för människor , den liknar de som finns i Blu-ray-spelare. I testvideon av enheten brinner myggans vingar först ut våldsamt och kroppen faller ner, ofta orörlig. Den exakta orsaken till myggans död är okänd , men det är troligt att myggan helt enkelt överhettas och dör [7] .
Det fotoniska stängslet tros bättre skydda byggnader som sjukhus, skolor och till och med hela byar för att minska spridningen av malaria. Enligt Nathan Myhrvold , medgrundare av Intellectual Ventures, kan ett fotoniskt staket döda upp till 100 myggor per sekund med en maximal räckvidd på 30 meter.
Det fotoniska stängslet kan tillverkas av delar som används i nuvarande generations konsumentteknologi och förutspås vara relativt låg kostnad. Myhrvold uppskattar att en uppsättning fotoniska staket kan tillverkas för cirka 50 dollar. Ett parti prototyper såldes framgångsrikt på eBay . Alla tre stegen av fotonprovtagning kan göras oberoende. När enheten söker efter myggor som passerar dess synfält används infraröda lysdioder och ljussensorer från moderna digitalkameror. För att rikta och döda myggor används en liknande laserteknik som finns inuti optiska enheter som en DVD-enhet .
Man tror att den bilaterala skadan från fotoniskt staket i befolkningen av icke-malariainsekter är låg. Eftersom systemet snabbt kan bestämma sitt mål utifrån dess vingslagsfrekvens, riktar enheten sig endast mot honmyggor, som bär på malaria hos vissa myggarter. Dessutom låter systemet dig identifiera insektsarter som inte sprider sjukdomar, till exempel bin. Risken för sidoskador minimeras eftersom processorn förser lasern med precis tillräckligt med spänning för att förstöra myggvävnad.
Även om allmänhetens reaktion var positiv, uttryckte experter tvivel om effektiviteten av fotonstängslet, eftersom systemet inte skulle fungera på grund av de höga kostnaderna och problemen med elektricitet, till exempel i Afrika. Fotoniskt staket har hittills endast använts i laboratorieförhållanden.
http://www.kp.ru/daily/26553/3570533/