Dispositivo a basso costo pronto a fornire il tracciamento automatico delle zanzare

L’Organizzazione mondiale della sanità (OMS), riporta che le malattie trasmesse dalle zanzare come la malaria, la dengue e la febbre gialla sono responsabili di centinaia di migliaia di morti ogni anno. Il nuovo sistema di imaging a basso costo per il monitoraggio delle zanzare potrebbe essere utilizzato per trasmettere immagini di zanzare all’interno di trappole come quella vista qui. Ciò potrebbe rendere più facile rintracciare le specie di zanzare che portano malattie, consentendo una risposta più tempestiva e mirata.

Adam Goodwin della Johns Hopkins University, capo del team di ricerca, ha detto:
«Il sistema remoto come il nostro può ridurre drasticamente il lavoro necessario per monitorare le zanzare in una determinata area, aumentando notevolmente la capacità di fare un maggiore monitoraggio. Se si riesce a fornire più dati sulle zanzare, allora si potranno individuare rapidamente i focolai e salvare più vite».
Adam Goodwin e il suo team nell’articolo pubblicato nella rivista The Optical Society (OSA) Biomedical Optics Express, descrivono il nuovo sistema, è stato progettato per trasmettere dall’interno di una trappola per zanzare, le immagini sufficientemente dettagliate da permettere agli entomologi di distinguere i modelli delle ali delle zanzare e il colore delle squame, caratteristiche che indicano se una zanzara è una specie portatrice di malattie. Le informazioni possono essere utilizzate per pianificare gli interventi che funzionano meglio contro quella specie.
Adam Goodwin ha detto:
“Il nuovo sistema è una classica applicazione di un dispositivo IoT (Internet delle cose), potrebbe essere accoppiato con algoritmi di computer vision per determinare automaticamente le specie e fornire queste informazioni ai sistemi sanitari pubblici”.

Sviluppo di una trappola per immagini a distanza
Nelle molte aree del mondo dove la malattia trasmessa dalle zanzare è problematica, capire quali specie di zanzara sono presenti in quantità, richiede la cattura continua di zanzare in luoghi diversi. Ciò comporta che ogni settimana il personale addetto deve andare in giro in una località o regione per recuperare centinaia di trappole e portare i campioni al laboratorio per essere identificati al microscopio.
Adam Goodwin ha aggiunto:
«Il nostro nuovo sistema ottico può essere collocato all’interno di una tradizionale trappola per zanzare per fornire una sorveglianza a distanza della quantità, diversità e distribuzione delle specie di zanzare. L’uso dell’imaging è particolarmente interessante perché, finché la qualità dell’immagine è elevata, in una sola volta è possibile identificare in quella immagine diverse specie di zanzare».
I ricercatori si sono concentrati sulla capacità di identificare accuratamente le zanzare “Aedes aegypti”, possono diffondere la zika, la dengue, il chikungunya e la febbre gialla. È una specie invasiva originaria dell’Africa, ma si è propagata in molte parti del mondo, tra cui il Nord America, Europa e Asia. I ricercatori utilizzando ottiche e sensori a telecamera facilmente reperibili in commercio, hanno ottimizzato la loro impostazione ottica per ottenere una risoluzione che bilanciasse la necessità di riprendere molte zanzare in una sola volta con la possibilità di vedere sufficienti dettagli per identificare le specie di zanzare.
Adam Goodwin ha detto:
«Il nostro nuovo sistema sarebbe particolarmente utile per il monitoraggio di zanzare “Aedes aegypti” in zone difficili da raggiungere e nei porti commerciali di ingresso dove possono essere portate specie invasive provenienti da altri paesi. Potrebbe anche espandere le attuali operazioni di sorveglianza per le regioni che già monitorano le popolazioni locali di zanzare “Aedes aegypti”».
I sistemi sanitari pubblici nella maggior parte dei casi devono solo determinare se ci sono cambiamenti nel numero o nel tipo di zanzare da un giorno all’altro o da un’ora all’altra, non da un minuto all’altro. Ciò significa che un sensore della telecamera dovrebbe essere acceso solo poche volte, il giorno, in questo modo si manterrebbe il consumo energetico entro i limiti possibili per un dispositivo collegato a Internet.

Test del sistema
I ricercatori per testare il nuovo sistema hanno confrontato la capacità degli entomologi di classificare i campioni da un’immagine microscopica digitale e le immagini del sistema di imaging remoto. Hanno constatato che non c’è stata una differenza significativa nelle loro capacità di classificare tra i vari tipi di immagine. Gli entomologi anche se non sono riusciti a ottenere risultati soddisfacenti nella classificazione delle specie per le immagini al microscopio o per le immagini remote del sistema, si sono comportati molto bene nella classificazione dei generi.
Adam Goodwin ha spiegato:
«Gli entomologi non sono abituati a identificare i campioni da un’immagine perché normalmente al microscopio con le pinzette manipolano direttamente il campione. Tuttavia, i lavori recenti che utilizzano reti neurali convoluzionali sono promettenti per classificare le zanzare da un’immagine».
I ricercatori prevedono di continuare a ottimizzare la trappola remota e di integrare nel sistema gli algoritmi di visione artificiale e la connettività Internet.
Adam Goodwin in conclusione ha detto:
«Le informazioni sulle specie in questo modo potrebbero essere inviate direttamente al sistema sanitario pubblico per il processo decisionale. È qui che pensiamo che il nostro sistema farà la differenza».

Pino Silvestri

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Pino Silvestri, blogger per diletto, fondatore, autore di Virtualblognews, presente su Facebook e Twitter.
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