Laser proti komárům - Mosquito laser

The laser proti komárům je zařízení, které vynalezl astrofyzik Lowell Wood zabít velké množství komáři snížit malárie míra infekce.[1] Ačkoli byla tato myšlenka původně představena na začátku 80. let, byla podstatně prozkoumána až po desetiletích. V roce 2007 Bill & Melinda Gates Foundation požadováno Intellectual Ventures LLC najít způsob, jak bojovat a nakonec ukončit malárii. Intellectual Ventures vzkřísil myšlenku použití laserů k zabíjení komárů a nyní má funkční prototyp.[2] Tato myšlenka byla kritizována, protože většina oblastí, kde převládá malárie, nemá spolehlivou elektrickou energii.[3]

Vypracování projektu

Počáteční vize

Na brainstormingu v roce 2007, při řešení problémů s malárií, Wood, jeden z architektů organizace Strategická obranná iniciativa (SDI), také známý jako „Hvězdné války“, navrhl navrhnout systém zabíjení komárů pomocí laserů. Brzy poté na tuto myšlenku navázalo mnoho vědců z Intellectual Ventures a komáři byli během roku sestřeleni.[1]

Původní myšlenka zahrnuje laserovou technologii, která vychází z SDI, zmenšená na hmyz.[4] Přestože parazit přenášející malárii odešel z většiny rozvinutých zemí, v nevyvinutých zemích se zhoršuje a také se stává odolnější vůči drogám.[5] Spíše než pokračovat v drogách nebo jiných pesticidech se laser proti komárům staví příměji tím, že okamžitě zabije komáry nebo spálí jejich křídla a zneškodní je. Jedním z cílů návrhu bylo minimalizovat vedlejší škody na jiných druzích a životním prostředí.

Laser, který někteří vtipně označují jako WMD (Weapon of Mosquito Destruction), funguje efektivně na vzdálenost přibližně 30 metrů.[1] Přestože tým Intellectual Ventures věří v účinnost laseru, neočekává, že by malárii úplně odstranil. Věří, že pro maximální eradikaci a minimální náklady musí být kombinováno několik technologií.[6]

Zapojení vědci

Tým zahrnuje několik vědců, kteří dříve pracovali Lawrence Livermore National Laboratory. Wood pracoval s Edward Teller, otec vodíkové bomby, a architekt protiraketového laserového programu SDI.[1] V současné době je do projektu zapojeno několik vědců, včetně vědců Jordin Kare, PhD a hlavní řešitel Eric Johanson. Znalosti těchto vědců pokrývají několik oblastí; vědci zahrnují inženýry, fyziologa hmyzu, optického specialistu, vědce v oblasti výpočetního modelování a epidemiologa.[7]

Implementace

Bylo prozkoumáno několik konceptů s ohledem na náklady a efektivitu. Navrhované implementace zahrnovaly ruční model, létající drony a současný prototyp, fotonický plot. Počátkem roku 2008 prototyp Intellectual Venture sestával z ručního laseru schopného sestřelit komáry v omezeném počtu.[1] Vědci z Intellectual Ventures kdysi navrhli připojit laserový systém proti komárům k malému létajícímu dronu, aby mohl hlídat vzduch.[1] Současnou myšlenkou prototypu je implementace založená na perimetru známá jako Photonic Fence. Zařízení, které může zabíjet komáry v dostatečně dlouhém dosahu, aby to bylo praktické, však nikdy nebylo implementováno.

Nová spolupráce

3. března 2015 Lighting Science Group a Global Good oznámily dohodu o výzkumu ve spolupráci. Společné vývojové úsilí se zaměří na prototypy připravené na provoz.[8]

Prototyp v roce 2010

Fotonický plot

Zařízení funguje pomocí infračerveného záření světelná dioda (LED) na sloupku plotu k vytvoření světelného pole. Toto světelné pole se odráží od retroreflexní materiál na jiném sloupku plotu, podobně jako ten použitý na silnicích a dálničních známkách, a odrazí se zpět k jeho zdroji.[2] Toto světelné pole je monitorováno pomocí zařízení spojená s nabíjením (CCD) podobné těm, které se používají ve spotřebitelských digitálních fotoaparátech.[9] Tyto kamery jsou umístěny na obou sloupcích plotu a detekují stíny ve světle mezi sloupky. Jakmile je detekován hmyz, je na něj vystřelen neletální laser. Tento neletální laser se používá k určení velikosti hmyzu a frekvence, s jakou jeho křídla bijí.

Informace shromážděné neletálním laserem lze použít k určení typu hmyzu a dokonce i jeho pohlaví, protože vzory úderů křídla jsou pro každý druh a pohlaví jedinečné. To je důležité při prevenci malárie, protože lidi kousají pouze samice komárů.[2] Také pouze komáři rodu Anopheles nést parazita rodu plasmodium způsobujícího malárii.[10] Všechny tyto určující výpočty se provádějí pomocí vlastní desky pro zpracování obrazu[6] pomocí softwaru napsaného speciálně pro tuto aplikaci. Jakmile software potvrdí, že hmyz je cílového druhu a pohlaví, bezpečnostní kontrola zajistí, že laseru a komáři nic nestojí v cestě. Po dokončení této bezpečnostní kontroly je smrtícímu laseru uděleno povolení ke střelbě.

Smrtící laser by mohl být jedním z několika nízkoenergetických spotřebních laserů, ale modré lasery, podobné těm, které se nacházejí v přehrávačích Blu-ray, mají velký potenciál. Modré lasery jsou výhodnější než ty s vyšším výkonem, jsou dostupnější než červené a levnější - kvůli tomu, že se používají v Blu-ray průmyslu.[9] Smrtící laser je vystřelen na komára a je schopen ho zabít v polovině letu, pravděpodobně jeho přehřátím.[2] Ve videu zveřejněném společností Intellectual Ventures se zdá, že křídla komárů chřadnou, scvrkávají se a tělo klesá na zem, často nehybně.[11] Jordin Kare zveřejnil diskusi o tom, jak by se dalo postavit DIY fotonický plot.[12] Eric Johanson zveřejnil informace o historii zařízení a o tom, jak systém funguje, v časopisu Make Magazine, vydání 23.[6]

Účinnost

Photonický plot je považován za nejlépe rozmístěný v okolních budovách, jako jsou nemocnice a školy nebo dokonce celé vesnice, ve snaze omezit šíření malárie. Podle Nathan Myhrvold, spoluzakladatel Intellectual Ventures, Photonic Fence může zabít až 50 až 100 komárů za sekundu, při maximálním dosahu přibližně. 30 m (100 stop).[13]

Náklady

Fotonický plot může být vyroben z dílů používaných v současné generaci spotřebitelské technologie a předpokládá se, že bude relativně levný. Myhrvold věří, že jej lze vydělat za přibližně 50 $ za jednotku; Intellectual Ventures však nemá v úmyslu tyto jednotky vyrábět, ale spíše přijít s finálním designem.[14] Prototyp plotu byl postaven z dílů zakoupených na eBay.[13] Z této spotřebitelské technologie lze vyrobit všechny tři stupně fotonického plotu. Když zařízení hledá komáry, kteří procházejí jeho zorným polem, používá základní infračervený LED diody a světelné senzory z moderních digitálních fotoaparátů.[4] K cílení a zabíjení komárů používá podobnou laserovou technologii, která se nachází v optických zařízeních, jako jsou DVD nebo Blu-ray diskové jednotky.[9]

Ekologické a ekologické otázky

Předpokládá se, že vedlejší škody na populaci hmyzu bez malárie z fotonického plotu jsou nízké. Vzhledem k tomu, že systém dokáže rychle určit svůj cíl podle frekvence úderů křídla, lze jej nastavit tak, aby cílil pouze na samice komárů, které jsou nositelkami malárie u určitých druhů komárů.[14] Toto rozlišení navíc umožňuje vyhnout se druhům hmyzu, které nešíří choroby, jako jsou včely.[6] Riziko vedlejšího poškození je minimalizováno, protože prototyp kontroluje cíl a kill-laser je sotva dostatečně silný, aby zničil tkáň komárů. Laser jako náhrada pesticidů nezpůsobuje rozsáhlé škody na životním prostředí, které pesticidy způsobují.

Odborná kritika

Přestože veřejnost zaznamenala pozitivní reakci, odborníci vyjádřili pochybnosti o účinnosti fotonického plotu v této oblasti. Podle Bart Knols, odborník na komáry a malárii, by systém nefungoval kvůli vysokým nákladům a problémům s elektrickou energií v Africe (i když se údajně plánuje spojit jej se solárním kolektorem a baterií[15]). Fotonický plot byl použit pouze v laboratorním prostředí.[3]

Viz také

Reference

  1. ^ A b C d E F Guth 2009.
  2. ^ A b C d (Intellectual Ventures, 2010)
  3. ^ A b (Azuike, 2010)
  4. ^ A b (Allen-Mills, 2009)
  5. ^ (Finkel, 2007)
  6. ^ A b C d (Johanson, 2010)
  7. ^ (Intellectual Ventures Team, 2009)
  8. ^ „Nový spolupracovník pro výzkum fotonických plotů - Laboratoř intelektuálních podniků“. www.intellectualventureslab.com.
  9. ^ A b C (Lee, 2010)
  10. ^ (MicrobiologyBytes, 2009)
  11. ^ Natchers (12. února 2010). "Mosquito zabit laserem" - přes YouTube.
  12. ^ "Backyard Star Wars". 30.dubna 2010.
  13. ^ A b (Jeremy, 2010)
  14. ^ A b (Lorie, 2009)
  15. ^ Energetické záležitosti: Solární laserový komár Zapper

Zdroje

externí odkazy