Moskitos bewohnen verschiedene Weltregionen, wobei bereits mehr als 3.000 Arten identifiziert wurden. Einige davon sind Überträger verschiedener Krankheiten wie Malaria, Gelbfieber oder Denguefieber. Laut Weltgesundheitsorganisation starben im Jahr 2020 627.000 Menschen an Malaria.
Genau um die Verbreitung von Mücken zu kontrollieren, entwickelt der Forscher Dinarte Vasconcelos im Rahmen seiner Doktorarbeit eine technische Lösung.
„Meine Forschung zielt darauf ab, eine wirtschaftlich tragfähige Lösung zu produzieren, die mit einer Reihe von Sensoren ausgestattet ist, die Mücken erkennen und von anderen Insekten unterscheiden können“, sagt der Forscher. Nuno Nunes und João Pedro Gomes, Professoren am Instituto Superior Técnico und Forscher am Institut of Interactive Technologies (ITI) bzw. Institute of Systems and Robotics (ISR) beraten das Forschungsprojekt.
Zunächst testete das Team Mikrofone, die das Geräusch der Flügelschläge der Moskitos einfingen. „Da die Häufigkeit des Flügelschlags zwischen den Arten variiert, ist es möglich, das von den Mikrofonen gefundene Muster der Art zu erkennen“, erklärt Dinarte Vasconcelos.
Dieser Ansatz erlaubte jedoch nur die Messung innerhalb eines kurzen Bereichs, und das System war nicht darauf vorbereitet, mit Hintergrundgeräuschen umzugehen. Durch den Einbau von infrarotoptischen Sensoren war es möglich, die Reichweite des Systems zu erhöhen und es unempfindlicher gegen Umgebungsgeräusche zu machen. Die Existenz mehrerer Insektenarten erfordert jedoch den Einsatz künstlicher Intelligenz, um bessere Ergebnisse zu erzielen. „Wir brauchen eine Datenbank, um festzustellen, welche der entdeckten Insekten Mücken sind“, fügt er hinzu.
Unter günstigen Bedingungen kann eine weibliche Mücke in 7 Tagen zwischen 100 und 200 Eier ausbrüten, weshalb der Prototyp Männchen und Weibchen unterscheiden können muss.
„Die Labortests, die wir in Zusammenarbeit mit dem Naturhistorischen Museum von Funchal durchgeführt haben, zeigen, dass unser System mehr als 90 % der Mücken hinsichtlich Art und Geschlecht korrekt identifiziert hat“, sagt Dinarte Vasconcelos. Dinarte und das Team führten weitere Tests in Thailand in Zusammenarbeit mit der Mahidol University durch, wo die Malaria übertragenden Moskitos Aedes und Anopheles vorkommen.
Die Forscher führten Experimente in der Nähe des Rajanagarindra Tropical Disease International Center (RTIC) durch. Hier platzierte das Team Licht- und Trockeneisfallen, um Mücken anzulocken. Sie entwarfen diese Tests, um Sensoren zu kalibrieren, Probleme zu identifizieren und die Erkennung in einer natürlichen Umgebung zu verbessern.
Sobald der Prototyp fertiggestellt ist, wird er Informationen per Funk an die Gesundheitsbehörden übermitteln, um Daten zu übertragen, da dies energieeffizienter als WLAN ist und somit eine Echtzeitkartierung der Mückenpräsenz ermöglicht. In diesem Sinne unterzeichneten das Interactive Technologies Institute, das University College London und die Regionaldirektion für Gesundheit von Madeira ein Forschungsprotokoll zur Entwicklung eines Überwachungssystems auf der Insel Madeira.
In Zukunft wollen die Forscher die Technologie so weiterentwickeln, dass sie Mücken von anderen Insekten unterscheiden kann. Zusätzlich zum ursprünglichen Zweck können Forscher mit derselben Technologie andere Insektenarten von besonderem Interesse überwachen, wie etwa Bienen und andere Bestäuber, deren Population sich in den letzten Jahren angesiedelt hat.
Die neuesten Forschungsergebnisse wurden in veröffentlicht Sensoren.
Mehr Informationen:
Dinarte Vasconcelos et al, Ein kostengünstiger Mehrzweck-IoT-Sensor für Biologging und Soundscape-Aktivitäten, Sensoren (2022). DOI: 10.3390/s22197100
Dinarte Vasconcelos et al, Zählen von Mücken in freier Wildbahn, Proceedings of the Conference on Information Technology for Social Good (2021). DOI: 10.1145/3462203.3475914
Dinarte Vasconcelos et al, Ein kommentierter Datensatz zur bioakustischen Erfassung und Merkmalen von Mücken, Wissenschaftliche Daten (2020). DOI: 10.1038/s41597-020-00725-6
Dinarte Vasconcelos et al, LOCOMOBIS: ein kostengünstiges akustikbasiertes Sensorsystem zur Überwachung und Klassifizierung von Moskitos, 2019 16. IEEE Annual Consumer Communications & Networking Conference (CCNC) (2019). DOI: 10.1109/CCNC.2019.8651767
Bereitgestellt vom Interactive Technologies Institute