число заболевших малярией составило 219 миллионов человек, в 435 000 случаев заболевание привело к смерти. Такой показатель смертельных исходов в результате малярии шокирует. 92% случаев смерти в 2017 г. было зарегистрировано в Африке, в 60% речь идет о детях в возрасте до 5 лет.
Эти цифры, на самом деле, говорят об улучшении. В 2004 г. была достигнута высочайшая историческая отметка: жертвами малярии стали около 930 000 человек. Усилия мирового сообщества по борьбе с заболеванием приносят многообещающие результаты. Широкое применение защитных сеток и пестицидов в домах, находящихся в зонах риска, помогает предотвратить укусы комаров, распространяющих инфекцию.
Однако, помимо недостаточного финансирования программ по борьбе с малярией, возникла проблема развития комарами устойчивости к инсектицидам. Неутешительная статистика, представленная в отчете по малярии ВОЗ 2018 г., говорит о том, что за последние несколько лет в 10 африканских странах, где заболевание наиболее распространено, количество случаев заражения возросло на 3,5 миллиона. Мы достигли критического момента, когда инновации и совместные усилия крайне важны, чтобы победить малярию.
Оригинальная идея
В 2015 г. Гидо Вельтер (Guido Welter) из организации «Anti-Malaria Drones» (дроны против малярии) встретился с доктором Университета Неймегена Бартом Кнолсом (Bart Knols) для разработки радикально нового подхода к борьбе с малярией – контроля численности личинок комаров с помощью дронов. Доктор Кнолс является энтомологом, который посвятил свою жизнь борьбе с малярией. Он провел ряд экспериментов с данной инновационной методикой.
Самки комаров откладывают яйца в неглубоких спокойных водоемах, например, в топях, болотах, на берегах рек или даже рисовых полях. Теоретически можно проводить целевую обработку подобных участков, чтобы нарушить цикл развития комаров из яйца в личинку, а затем куколку и наконец взрослое насекомое. Переключив внимание на места размножения комаров, мы можем снизить их популяцию и, соответственно, предотвратить распространение малярии.
Традиционные методики контроля численности личинок комаров ограничены в результате ряда факторов. Участки размножения комаров обычно обрабатываются токсичными пестицидами, использование которых проблематично в некоторых областях, например, в Танзании, где рис является основой рациона, а рисовые поля – идеальная среда для комаров. Более того, распыление пестицидов вручную представляет угрозу для работников, которые подвергаются как воздействию химикатов, так и укусам комаров в ходе длительного нахождения в воде.
С учетом ограничений традиционных методов контроля численности личинок комаров Г. Вельтер и Б. Кнолс, по их мнению, создали идеальное решение.
- Заменить опасную ручную обработку на распыление с помощью дронов.
- Заменить токсичные пестициды на полидиметилсилоксан.
Вещество также известно под торговым названием Aquatain, оно представляет собой биоразлагаемую нетоксичную жидкость на основе силикона, эффективность которой в рамках контроля численности личинок комаров уже была продемонстрирована Б. Кнолсом. При обработке водоема, например, рисового поля, небольшим количеством препарата Aquatain на поверхности образуется тонкая пленка. Чтобы дышать, личинки и куколки комаров поднимаются на поверхность, где сталкиваются с образованной веществом пленкой, служащей в качестве барьера для доступа кислорода из атмосферы. В течение двух дней все личинки и куколки комаров погибают в воде. Обработка небольших водных резервуаров, например, ведер во дворе дома, препаратом Aquatain может производиться вручную, но для более крупных источников такие дорогостоящие комплексные действия неэффективны.
«Использование дронов для распыления незаменимо для оптимальной обработки рисовых полей, ручное опрыскивание занимает слишком много времени, а запуск вертолетов – очень дорогая и сложно реализуемая мера», – сообщает Б. Кнолс.
В 2017 г. после длительной работы над идеей организация «Anti-Malaria Drones» связалась с DJI, чтобы выяснить, какой дрон мог бы осуществлять обработку с использованием Aquatain. Эдуардо Родригес (Eduardo Rodriguez), менеджер по продукции DJI для предприятий в Европе, сразу же оценил потенциал проекта и лично занялся его развитием. Самым подходящим решением для данной задачи стал дрон для точных сельскохозяйственных работ Agras MG-1S. Однако первоначальные испытания, проведенные во Франкфурте, быстро указали на то, что мощности стандартной конфигурации модели MG-1S недостаточно для распыления Aquatain. Мембранные насосы аппарата идеальны для опрыскивания растворимыми в воде удобрениями и пестицидами, но не приспособлены для вязкого вещества, напоминающего мед по консистенции.
Особая машина для борьбы с малярией
Это не помешало Э. Родригесу продолжить работу над проектом. По рекомендации производителя Aquatain он связался с итальянской компанией по борьбе с вредителями Bleu Line, предоставившей в его распоряжение три мощных механических насоса. Э.
Родригес передал их инженерной команде DJI Agras, приступившей к адаптации аппарата.
Оригинальные мембранные насосы MG-1S заменили на новые механические устройства. Все разъемы и кабели были адаптированы для полетной платформы. Кроме того, был осуществлен ряд изменений аппаратного и программного обеспечения, в том числе создан новый алгоритм полетного контроллера, а также проведена установка персонализированного ПО на дрон и пульт управления.
На сегодняшний день во всем мире существует всего две адаптированных модели Agras MG-1S: аппарат, оснащенный одним, и аппарат, оснащенный двумя насосами.
Глобальные логистические препятствия
Тем временем организация «Anti-Malaria Drones» неустанно вела работу по одобрению правительственными и регулирующими органами проекта распыления с помощью дронов. «Tanzanian Flying Labs», подразделение некоммерческой организации «WeRobotics», занимающейся обучающими программами в развивающихся странах Южного полушария, оказала неоценимую поддержку в преодолении логистических препятствий и реализации проекта. Кроме того, усилия программы по борьбе с малярией в Занзибаре и Государственного университета Занзибара помогли DJI получить необходимые разрешения для перевозки адаптированных сельскохозяйственных дронов через международные границы, их запуска и проведения научных исследований.
Занзибар: люди на земле, а дроны в небе
«Нам потребовалось несколько лет… Большая часть времени ушла на получение разрешений для запуска дронов в воздух», – сообщает Б. Кнолс.
В конце октября после нескольких лет планирования в Занзибаре встретились Э. Родригес, Б. Кнолс, команда энтомологов, включающая в себя доктора Вольфганга Ричарда Мукабану (Wolfgang Richard Mukabana) из Университета Найроби, а также представители «Tanzanian Flying Labs», программы по борьбе с малярией в Занзибаре и Государственного университета Занзибара. Заручившись всеми необходимыми разрешениями и имея в своем распоряжении адаптированные дроны MG-1S, команда была готова к полету, обработке водоемов и оценке результатов.
Профессиональные пилоты из Танзании, Кении и Уганды прибыли для практического обучения полетам на MG-1S и распылению Aquatain на рисовых полях.
«Опрыскивание Aquatain с помощью дронов – идеальное решение, пропеллеры вызывают колебание поверхности воды, способствуя более быстрому, эффективному и однородному распространению вещества, – отметил Э. Родригес. – По сравнению с ручной обработкой процесс не только стремительнее и действеннее, но и безопаснее».
В то же время Б. Кнолс и В. Р. Мукабана при поддержке Министерства здравоохранения Занзибара приступили к систематическому анализу эффективности применения Aquatain.
Эксперимент
После успешной обработки с использованием Aquatain команда энтомологов вела тщательный мониторинг девяти рисовых полей в Занзибаре в течение 30 дней. Девять полей разделили на три экспериментальных группы, в каждой применялось разное количество вещества. Три поля опрыскивались Aquatain из расчета 1 мл/м2, три поля – из расчета 5 мл/м2, и три поля опрыскивались водой в качестве контрольной группы.
В ходе эксперимента энтомологи собирали образцы воды со всех девяти полей и замеряли количество яиц, личинок и куколок в каждом из них. В дополнение к этому в качестве ловушек над поверхностью были установлены сетки для отлова и учета личинок и куколок, развившихся во взрослых насекомых. Затем показатели численности яиц, личинок, куколок и взрослых комаров каждого поля подвергнутся экстраполяции и сравнению.
Ожидание результатов
Т. к. подобный эксперимент проводился впервые, DJI с нетерпением ждет результатов. Публикация результатов ожидается в 2020 г., они помогут определить, насколько эффективно применение дронов для контроля численности личинок и размножения комаров. Более того, сравнение групп, на которые были разделены рисовые поля, продемонстрирует, какая концентрация Aquatain обеспечивает наилучшее покрытие. На распыление 5 мл вещества на каждый м2 уходит в 5 раз больше времени по сравнению с распылением 1 мл на каждый м2. Опрыскивание препаратом в более высокой концентрации длится дольше и чаще требует замены аккумуляторов. Эти данные позволят разработать оптимальные алгоритмы работы в будущем.
Тем временем…
Два адаптированных дрона MG-1S пока остаются у специалистов «Tanzania Flying Labs», которые продолжат заниматься демонстрацией и обучением работе с этими устройствами по борьбе с малярией, а также способствовать продвижению и распространению дронов для точных сельскохозяйственных операций в Африке.
«На обучение одного пилота уходит менее двух часов, – отметил Э. Родригес. – MG-1S отличает простота управления. Дрон можно сравнить с моделью Phantom большого размера. Развитие этого проекта с помощью обучения, распространения информации, публикаций и мотивированной работы абсолютно реально. Ключевой аспект – собираемые нами данные. Если мы добьемся успеха, то сможем рассчитывать на масштабное применение этих технологий».
Нам интересно ваше мнение
Компания DJI гордится участием в борьбе с малярией. Мы уверены, что технологии, инновации и совместная работа помогут улучшить безопасность и здоровье жителей всего мира.
Мы рады любому применению дронов на благо человечества.
Если вы можете рассказать об инновационных методах использования дронов, свяжитесь с нами!
Перейдите по ссылкам, чтобы узнать больше о сельскохозяйственных дронах DJI для распыления, проекте Anti-Malaria Drones и организации Tanzania Flying Labs.
