Уничтожение вредителей в теплицах с помощью дронов, вдохновлённых летучими мышами

Новое исследование показывает, что шум от дронов, созданных для охоты на мотыльков-вредителей в теплицах, может изменять поведение насекомых в полёте. Работа была представлена на конференции SEB Centenary Conference 2023 (4–7 июля, Эдинбург, Великобритания).

Идея дронов-охотников родилась в стартапе PATS как способ борьбы с комарами. Сейчас компания создаёт дроны и другую технологию, вдохновлённую животными, для уничтожения мотыльков в крупных теплицах.

Ключевые выводы исследования:

  • Шум дронов генерирует ультразвук в том же диапазоне, что и у естественного хищника мотыльков — летучей мыши.
  • Часть мотыльков игнорирует звук и быстро уничтожается, а другая часть — пугается.
  • Для испуганных мотыльков учёные усилили эффект, используя динамики, чтобы создать среду, где некоторые насекомые прекращают полёт.

Как работает система:

  1. Инфракрасная камера обнаруживает мотылька в теплице, отличая его от других насекомых (например, шмелей-опылителей) по частоте взмахов крыльев и размеру.
  2. При обнаружении цели дрон активируется и начинает охоту.
  3. Динамики воспроизводят ультразвуковые сигналы, чтобы влиять на траекторию полёта мотылька, заставляя его прекратить полёт или лететь предсказуемо.

Эксперимент и результаты:

  • В ходе 850 испытаний при обнаружении мотылька динамик издавал ультразвуковые импульсы, а поведение насекомого отслеживалось.
  • Наиболее частой реакцией оказалось резкое пикирование к земле, из-за чего мотыльки беспорядочно врезались в растения вместо поиска партнёра для размножения.
  • Для некоторых видов это привело к почти полному прекращению лётной активности в системе.

Контекст и будущее:

  • Борьба с сельскохозяйственными вредителями усложняется из-за изменения климата и распространения монокультур в теплицах.
  • Новая система — альтернатива массированному использованию неустойчивых пестицидов.
  • Система распознавания на основе камер (PATS-C) уже используется в ~250 теплицах Европы.
  • Система с дронами-охотниками (PATS-X) проходит испытания у первых клиентов, её выход запланирован на конец 2023 года.

Цель исследования — детально изучить наиболее вредные виды мотыльков в европейских теплицах и создать для них индивидуальные методы борьбы, объединяя усилия биологов, инженеров и промышленности.