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无人机运输的特殊物品——蚊子
2018-03-09 10:33
原创  Ieee Spectrum

无人机运输的A.jpg

到目前为止,世界上最致命的动物就是蚊子。每年大约有7亿人因为蚊子而感染疟疾、登革热、西尼罗病毒、寨卡病毒等,数百万人死于蚊媒疾病,而且其中很多疾病无法用药物治愈。最好的办法是首先防止被蚊虫叮咬,但随着气候变暖,昆虫北迁,活动范围增大,防范也越来越困难。

在过去几十年里,政府机构和非营利组织曾尝试通过大面积喷洒杀虫剂来阻止发展中国家的蚊媒疾病传播。但是这样做的成本太高了,而且当蚊子对常用化学物质产生耐药性后,成本也随之增加。美国国际开发署(USAID)已经开始寻找其他控制蚊子的方法。

一种方法是圈养雄蚊子,以放射性光线照射使之绝育,然后放归自然。这些蚊子不会明白自己已经失去繁殖能力,所以它们仍然竭力进行繁殖行为。如果数量足够大的话,这些绝育蚊子将战胜野生雄蚊子,赢得雌性蚊子的垂青,将当地蚊子数量减少90%。

这种方法已经施行了约半个世纪的时间,但在发展中国家投放绝育蚊子仍然是个挑战。由于道路不通或路况差,所以可能无法用汽车或卡车进行投放,而使用载人飞机进行投放的成本又太高。

2016年,USAID资助了一家名为WeRobotics(位于特拉华州威明顿市)的机构,进行自动化无人机投放绝育蚊子系统的设计。USAID和WeRobotics公司都想知道,无人机是否能够取代传统飞机,管理数百平方公里范围内的蚊子数量。WeRobotics的联合创始人亚当•克拉普陶克斯(Adam Klaptocz)说:“我们希望利用无人机大范围增加我们所能覆盖的区域面积。”

克拉普陶克斯及其同事创建WeRobotics的目的是探索无人机能够对社会产生积极影响的方法。在过去几年里,他们在世界各地的发展中国家建立了社区机器人实验室。WeRobotics与合作伙伴曾利用无人机在尼泊尔绘制道路图,在秘鲁运送药品,在飓风“玛利亚”过后协助加勒比海区域实施人道主义救援。

公司的最新项目是在南美洲测试一个基于无人机的蚊子控制系统原型。这一项目的挑战并不在于无人机本身,而是如何利用无人机运输和释放蚊子。克拉普陶克斯解释道:“蚊子是非常脆弱的动物,如果把几十万只蚊子放在一个小盒子里,它们就会受伤,导致无法和野生蚊子竞争。”

无人机运输的B.jpg

项目的目标是在无人机上装载尽可能多的蚊子。然而,克拉普陶克斯说,拥挤也是一个存在的问题,因为这些昆虫聚集在一起会有“大量的腿和翅膀”。但他表示,可以将它们放在预先冷却的容器中:“在4~8℃时,蚊子会进入睡眠状态,这样便可以以相当大的密度堆放了。”

当然,控制蚊子的释放也很重要,不能一次性全部放出。“为了将蚊子从容器中释放出来,我们尝试了不同的系统,包括振动和踏车。”他说,“目前,我们使用的是一个带孔的旋转元件,蚊子可以从孔里掉出来。”蚊子从孔里出来后,在离开无人机之前,会在二级容器中待上几秒的时间,使体温上升到外部空气一致,确保释放的时候蚊子已经苏醒并可以飞行。

杜克大学的新型医疗保健技术专家罗伯特•马尔金(Robert Malkin)说,目前还不清楚无人机是否比人背着背包释放蚊子的方式更有效。而且,在基础设施匮乏的偏远地区,维持任何形式的投放操作都将是一个挑战。他说:“但无人机可能会有效,而且这个项目听起来不错。”

在2017年末或2018年初,WeRobotics将在南美洲或中美洲一些地区为USAID开展首批绝育雄蚊子的试验。克拉普陶克斯说:“下一步,我们将开展控制试验,对昆虫标记后将其释放,然后重新捕捉回来,检测它们的健康程度。”

WeRobotics投放系统适用于不同种类的蚊子和任何型号的无人机。在未来的项目中,它运输和释放的蚊子可能是由于基因被修改或感染了沃巴赫氏菌而产生绝育后代的转基因雄蚊子,也可能是感染了沃巴赫氏菌的雌蚊子,这些蚊子在叮咬过程中不会传播疾病。

但在对任何活蚊子进行测试之前,WeRobotics必须与当地社区合作并获得他们的支持。克拉普陶克斯说:“我们的目标是控制疾病载体,但事实上,我们要将数量庞大的蚊子放入社区,还要在上空放飞无人机。所以,从一开始就必须和居民交流,让他们参与进来,从而与社区协作。” 

作者:Evan Ackerman

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