Терабайты снимков комаров помогают улучшить противомоскитные сетки

Исследователи из Школы инженерии Уорикского университета используют технологии визуализации, обычно применяемые для двигателей и распылителей в автомобильной промышленности, чтобы сфотографировать тысячи комаров. Это поможет разработать более эффективные сетки и физическую защиту от насекомых, распространяющих малярию.

Инженеры Уорикского университета Дэвид Тауэрс, Наталия Ангарита и Кэтрин Тауэрс помогают своим коллегам-энтомологам из Ливерпульской школы тропической медицины Филипу МакКоллу и Джози Паркер изучить лучшую инсектицидную обработку и физический дизайн защиты для спящих людей в проблемных регионах.

Ранее, наблюдая за взаимодействием комаров с обработанными инсектицидом барьерами, такими как сетки, исследователи в основном фиксировали только конечную точку посадки. Это не давало полной картины их подхода и контакта с защитными барьерами.

Энтомологи проводят свои последние эксперименты на болоте в Танзании. На этом участке стабильная смешанная популяция комаров: часть устойчива к инсектицидам, часть — нет. Это особенно важно, поскольку устойчивость к инсектицидам представляет значительный интерес при тестировании противомоскитных сеток.

На месте построена хижина, имитирующая типичное жилье и условия сна местных жителей. Эксперименты проводятся ночью, когда риск быть укушенным комарами Anopheles gambiae — видом, ответственным за передачу наиболее опасного для человека малярийного паразита, — максимален.

Инженеры Уорикского университета разработали метод, позволяющий собрать огромный массив данных о поведении крошечных комаров. Используя модифицированную технику контрового освещения, насекомых снимали в объеме 2,0 × 2,4 × 1,0 метра с подсветкой в ближнем инфракрасном диапазоне. Эта длина волны не воспринимается комарами и не влияет на их естественное поведение. Две камеры, расположенные особым образом, делают снимки с частотой 50 кадров в секунду. За каждый час работы записывается 360 000 изображений по 4 миллиона пикселей каждое, что в сумме составляет 1,4 терабайта (ТБ) данных.

До сих пор не существовало программного обеспечения, способного анализировать такое количество изображений высокого разрешения, поэтому его пришлось специально написать инженерам из Уорика. Оно уже обработало более 50 ТБ данных.

Профессор Дэвид Тауэрс отметил: «Сейчас много говорят об анализе так называемых «больших данных» — здесь мы сталкиваемся с дополнительной сложностью сбора информации в полевых условиях, где всё работает от бензиновых генераторов. Нам нужны очень надежные алгоритмы, устойчивые к естественной изменчивости поведения диких комаров».

Текущая фаза исследовательского гранта подходит к концу, и некоторые первоначальные выводы опубликованы 1 сентября 2015 года в журнале Nature Scientific Reports. Полученные данные указывают на то, что комары не осознают, что сетка обработана инсектицидом, до того, как коснутся её. Будущие исследования будут опираться на эти выводы.