Японська національна організація з дослідження сільського господарства і продовольства Японії (NARO) розробила нову технологію, яка може відстежувати траєкторію польоту комах та знищувати їх лазерними променями. Система могла б забезпечити екологічно чисту боротьбу зі шкідниками і скоротити надмірне використання хімічних отрут.
NARO планує співпрацювати з приватним сектором для розробки комерційно життєздатного продукту до 2025 року. Нова система може допомогти досягти більш стійкого сільського господарства, забезпечивши вирішення проблеми стійкості до інсектицидів при одночасному зниженні кількості токсичних хімічних речовин, що використовуються в сучасному сільському господарстві.
Очікується, що світовий попит на продовольство зросте на 70% до 2050 року через зростання чисельності населення. Але зростання світового виробництва зернових сповільнилося через глобальне потепління і серйозні збитки від шкідників. Підраховано, що майже 16% світового виробництва продовольства втрачається через шкідників.
Хімічні пестициди широко використовуються, але їх ефективність знижується в міру підвищення стійкості шкідників до інсектицидів. Деякі сільськогосподарські хімікати, розроблені з великими витратами капіталу і часу, уже не можуть допомогти. У той же час інтенсивне використання хімічних речовин шкідливо для навколишнього середовища.
Масая Мацумура очолює дослідження в підрозділі по боротьбі з шкідниками NARO, яке розробляє лазерну систему, що забезпечує більш екологічну боротьбу з шкідниками.
Система ще не готова до практичного використання. Вона використовує камеру для зйомки комах і визначення їх місця розташування для стрільби. Це займає всього 0,03 секунди, але все одно занадто довго, щоб надійно вразити рухому комаху.
Щоб подолати цю проблему, дослідники розробили метод прогнозування траєкторій польоту комах. Однією з цілей є Spodoptera litura, великий шкідник в Азії, широко відомий як бавовняний листовий черв’як або тютюновий черв’як. Це нічна міль, яка в своїй личинковій формі завдає серйозної шкоди, харчуючись рослинами-господарями, які включають сою, капусту і полуницю серед інших овочів і фруктів.
Дослідники збивали літаючих бавовняних листових черв’яків, використовуючи систему, яка передбачає їх траєкторії. Для цього потрібна камера з двома або більше об’єктивами і окремим датчиком зображення, що імітує бінокулярний зір.
Метелики можуть пролетіти від шести до дев’яти сантиметрів за 0,03 секунди. Після виявлення руху система пророкує найближчу траєкторію польоту комахи з точністю близько 1,4 см.
Літаючий бавовняний листовий черв’як має довжину 2-3 см, що дає лазерному променю високу ймовірність попадання в ціль.
Ще одна можлива мета – осінній армійський черв’як. Його інвазивні личинки поїдають широкий спектр рослин і завдають серйозної шкоди економічно важливим культурним травам, таким як кукурудза.
Система може також працювати проти пустельної сарани, яка знищує посіви, пасовища та дерева, загрожуючи продовольчій безпеці в Африці, на Близькому Сході та в Індії.
Поточні розрахунки показують, що одним лазером можна знищувати до 300 шкідників в хвилину. Дослідники планують почати тестування системи в польових умовах в 2022 році і вважають, що безпілотний літальний апарат, оснащений цією системою, буде працювати найбільш ефективно.
