Лазер от комаров
Предлагаемое устройство для уничтожения комаров
Высокоскоростная видеозапись убийства комара Anopheles stephensi с помощью импульсного лазера с длиной волны 1064 нм

Москитный лазер — это предлагаемое устройство, которое будет использовать лазеры для уничтожения комаров . Основной целью будет снижение уровня заболеваемости малярией .

В 2007 году Фонд Билла и Мелинды Гейтс обратился к Intellectual Ventures с просьбой найти способ борьбы с малярией и в конечном итоге ее искоренения. [1] Там у астрофизика Лоуэлла Вуда возникла идея использовать лазеры. [1] Их проект привлек значительное внимание СМИ примерно в 2010 году, [2] но по состоянию на 2017 год устройство все еще находилось в стадии разработки. [2]

Разработка проекта

Первоначальное видение

На мозговом штурме в 2007 году, чтобы придумать решения для борьбы с малярией, Вуд, один из архитекторов Стратегической оборонной инициативы (СОИ), также известной как «Звездные войны», предложил разработать систему для уничтожения комаров с помощью лазеров. Вскоре после этого идею подхватили многие ученые из Intellectual Ventures, и комары были уничтожены в течение года. [1]

Первоначальная идея включает лазерную технологию, которая происходит от SDI, уменьшенную до насекомых. Хотя паразит, переносящий малярию, исчез в большинстве развитых стран, он становится все более опасным в неразвитых странах, и он также становится более устойчивым к лекарствам. [3] Вместо того, чтобы продолжать использовать лекарства или другие пестициды, лазер для борьбы с комарами использует более прямой подход, мгновенно убивая комаров или сжигая их крылья и делая их безвредными. Одной из целей разработки было минимизировать сопутствующий ущерб другим видам и окружающей среде. [ необходима цитата ]

Лазер, который некоторые в шутку называют ОМП (оружие уничтожения комаров), эффективно действует на расстоянии 100 футов (примерно 30 метров). [1] Хотя команда Intellectual Ventures уверена в эффективности лазера, они не ожидают, что он полностью уничтожит малярию. Они считают, что для максимального искоренения и минимальной стоимости необходимо объединить несколько технологий. [4]

Ученые, участвующие в исследовании

В команду входят несколько ученых, которые ранее работали в Национальной лаборатории Лоуренса в Ливерморе . Вуд работал с Эдвардом Теллером , отцом водородной бомбы и архитектором программы противоракетного лазера СОИ. [1] В настоящее время в проекте участвуют несколько ученых, в том числе ученый Джордин Каре , доктор философии, и главный исследователь Эрик Йохансон. Знания этих ученых охватывают несколько областей; в число ученых входят инженеры, физиолог насекомых, оптический специалист, ученый по вычислительному моделированию и эпидемиолог. [ необходима ссылка ]

Реализации

Было изучено несколько концепций с учетом стоимости и эффективности. Разработанные реализации включали ручную модель, летающие дроны и текущий прототип, фотонный забор. По состоянию на начало 2008 года прототип Intellectual Venture состоял из ручного лазера, способного сбивать комаров в ограниченном количестве. [1] Ученые Intellectual Ventures однажды предложили прикрепить систему лазера от комаров к небольшому летающему дрону, чтобы он мог патрулировать воздух. [1] Текущая идея прототипа, которая разрабатывается, — это реализация на основе периметра, известная как фотонный забор. Однако устройство, которое может убивать комаров на достаточно большом расстоянии, чтобы сделать его практичным, так и не было реализовано. [ необходима цитата ]

Прототип 2010 года

Фотонный забор

Устройство работает, используя инфракрасные светодиодные лампы (LED) на столбе забора, чтобы создать поле света. Это поле света отражается от световозвращающего материала на другом столбе забора, очень похожего на тот, который используется на дорогах и дорожных знаках, и возвращается обратно к своему источнику. [5] Это поле света контролируется приборами с зарядовой связью (ПЗС), похожими на те, которые используются в потребительских цифровых камерах. [6] Эти камеры расположены на обоих столбах забора и обнаруживают тени в свете между столбами. Как только насекомое обнаружено, в него стреляет нелетальный лазер. Этот нелетальный лазер используется для определения размера насекомого и частоты, с которой бьют его крылья. [ необходима цитата ]

Информация, собранная нелетальным лазером, может быть использована для определения типа насекомого и даже его пола, поскольку узоры взмахов крыльев уникальны для каждого вида и пола. Это важно для профилактики малярии, поскольку только самки комаров кусают людей. [5] Кроме того, только комары рода Anopheles переносят вызывающего малярию паразита рода плазмодий. [7] Все эти определяющие расчеты выполняются с использованием специальной платы обработки изображений [4] с использованием программного обеспечения, написанного специально для этого приложения. После того, как программное обеспечение подтверждает, что насекомое относится к целевому виду и полу, проверка безопасности гарантирует, что на пути лазера и комара ничего нет. После завершения этой проверки безопасности летальному лазеру дается разрешение на стрельбу. [ необходима цитата ]

Смертельный лазер может быть одним из нескольких маломощных потребительских лазеров, но сине -фиолетовые лазеры, похожие на те, что используются в проигрывателях Blu-ray, как полагают, имеют большой потенциал. Сине-фиолетовые лазеры предпочтительнее, поскольку они более мощные, они более доступны, чем красные, и дешевле — из-за того, что они используются в индустрии Blu-ray. [6] Смертельный лазер выстреливается в комара и способен убить его в полете, возможно, перегревом. [5] В видео, опубликованном Intellectual Ventures, крылья комара, кажется, увядают, сморщиваются, а тело падает на пол, часто неподвижно. [8] Джордин Каре опубликовал обсуждение того, как можно построить фотонный забор своими руками . [9] Эрик Йохансон опубликовал информацию об истории устройства и о том, как работает система, в выпуске журнала Make Magazine Issue 23. [4]

Эффективность

Считается, что фотонный забор лучше всего устанавливать вокруг зданий, таких как больницы и школы, или даже целых деревень, чтобы сократить распространение малярии. По словам Натана Мирволда , соучредителя Intellectual Ventures, фотонный забор может убивать от 50 до 100 комаров в секунду на максимальном расстоянии около 30 м (100 футов). [10]

Расходы

Фотонный забор может быть изготовлен из деталей, используемых в потребительских технологиях текущего поколения, и, как ожидается, будет относительно недорогим. Мирволд считает, что его можно сделать примерно за 50 долларов за единицу; однако Intellectual Ventures не намерена производить блоки, а скорее разрабатывать окончательный дизайн. [11] Прототип забора был построен из деталей, купленных на eBay. [10] Все три этапа фотонного забора могут быть изготовлены с использованием этой потребительской технологии. Когда устройство ищет комаров, которые проходят через его поле зрения, оно использует базовые инфракрасные светодиоды и световые датчики от современных цифровых камер. Для нацеливания и уничтожения комаров оно использует лазерную технологию, аналогичную используемой в оптических устройствах, таких как DVD или Blu-ray дисководы. [6]

Проблемы окружающей среды, экологии и удобства использования

Сопутствующий ущерб популяции насекомых, не переносящих малярию, от фотонного ограждения считается низким. Поскольку система может быстро определять свою цель по частоте взмахов крыльев, ее можно настроить на нацеливание только на самок комаров, которые являются переносчиками малярии у определенных видов комаров. [11] Кроме того, это различие позволяет ей избегать видов насекомых, которые не распространяют болезни, таких как пчелы. [4] Риск сопутствующего ущерба сведен к минимуму, поскольку прототип проверяет цель, а убивающий лазер едва ли достаточно силен, чтобы уничтожить ткань комара. Лазер, как замена пестицидам, не наносит широкомасштабного ущерба окружающей среде, который наносят пестициды.

В некоторых районах, где распространена малярия, нет надежного электроснабжения. [12]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcdefg Гут, Роберт А. (2009). «Ученые-ракетчики сбивают комаров лазерами». The Wall Street Journal . Архивировано из оригинала 2015-03-10.
  2. ^ ab Swanson, Carl (2017-07-26). «Где наша стреляющая лазером машина для уничтожения комаров?». Intelligencer . Получено 21-04-2021 .
  3. ↑ Остановить всемирного убийцу | Журнал National Geographic, Финкель, Майкл (2007, июль)
  4. ^ abcd Как работает фотонный забор | Intellectual Ventures Lab, Йохансон, Эрик. (18 февраля 2010 г.); Makezine выпуск 23, Mosquito Blaster, Йохансон, Эрик (8 сентября 2010 г.)
  5. ^ abc Malaria Intellectual Ventures (26 февраля 2010 г.)
  6. ^ abc Использование лазеров для уничтожения комаров. The New York Times, Ли, Дженнифер. Bits.blogs.nytimes.com (12 февраля 2010 г.)
  7. ^ Малярия, MicrobiologyBytes (8 апреля 2009 г.)
  8. ^ [1] [ мертвая ссылка на YouTube ]
  9. ^ "Backyard Star Wars". IEEE . 30 апреля 2010 г.
  10. ^ ab Москитные лазеры: война с малярией становится высокотехнологичной. История создания богатства, Джереми Уильямс, Makewealthhistory.org (17 февраля 2010 г.)
  11. ^ ab «Звездные войны» Ученые создают лазерную пушку для уничтожения комаров, Лори, Анук. Cnn.com (16 марта 2009 г.)
  12. ^ Фотонный забор против малярии «никогда не сработает» | Радио Нидерландов по всему миру, Азуйке, Икенна. Web.archive.org, (20 февраля 2010 г.)
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Mosquito_laser&oldid=1237716695"