Для борьбы с вредителями в Японии создали лазерные установки
В Японии создали лазерные зенитные установки против насекомых, которыми можно уничтожать до 300 насекомых в минуту.
Японская национальная организация по исследованию сельского хозяйства и продовольствия Японии (NARO) разработала новую технологию, способную отслеживать траекторию полета насекомых и уничтожать их лазерными лучами.
NARO планирует сотрудничать с частным сектором по разработке коммерчески жизнеспособного продукта до 2025 года. Новая система может помочь добиться более устойчивого сельского хозяйства, обеспечив решение проблемы устойчивости к инсектицидам при одновременном снижении количества токсичных химических веществ, используемых в современном сельском хозяйстве.
Ожидается, что мировой спрос на продовольствие вырастет на 70% к 2050 году из-за роста численности населения. Но рост мирового производства зерновых замедлился из-за глобального потепления и серьезного ущерба от вредителей. Подсчитано, что почти 16% мирового производства продовольствия теряется из-за вредителей.
Химические пестициды широко используются, но их эффективность снижается по мере повышения стойкости вредителей к инсектицидам. Некоторые сельскохозяйственные химикаты, разработанные с большими затратами капитала и времени, уже не могут помочь. В то же время интенсивное использование химических веществ вредно для окружающей среды.
Масая Мацумура возглавляет исследование в подразделении по борьбе с вредителями NARO, разрабатывающим лазерную систему, обеспечивающую более экологическую борьбу с вредителями.
Система еще не готова к практическому использованию. Она использует камеру для съемки насекомых и определение их местоположения для стрельбы. Это занимает всего 0,03 секунды, но все равно слишком долго, чтобы надежно поразить подвижное насекомое.
Чтобы справиться с этой проблемой, исследователи разработали метод прогнозирования траекторий полета насекомых. Одной из целей является Spodoptera litura, крупный вредитель в Азии, широко известный как хлопчатобумажный листовой червь или табачный червь. Это ночная моль, которая в своей личиночной форме наносит серьезный вред, питаясь растениями-хозяевами, включающими сою, капусту и клубнику среди других овощей и фруктов.
Исследователи сбивали летающих хлопчатобумажных листовых червей, используя систему, предусматривающую их траектории. Для этого нужна камера с двумя или более объективами и отдельным датчиком изображения, имитирующим бинокулярное зрение.
Бабочки могут пролететь от шести до девяти сантиметров за 0,03 секунды. После обнаружения движения система предсказывает ближайшую траекторию полета насекомого с точностью около 1,4 см.
Летающий хлопчатобумажный листовой червь имеет длину 2-3 см, что дает лазерному лучу высокую вероятность попадания в цель.
Еще одна возможная цель – осенний армейский червь. Его инвазивные личинки поедают широкий спектр растений и наносят серьезный ущерб экономически важным культурным травам, таким как кукуруза.
Система может также работать против пустынной саранчи, уничтожающей посевы, пастбища и деревья, угрожая продовольственной безопасности в Африке, на Ближнем Востоке и в Индии.
Текущие расчеты показывают, что одним лазером можно уничтожать до 300 вредителей в минуту. Исследователи планируют начать тестирование системы в полевых условиях в 2022 году и полагают, что беспилотный летательный аппарат, оснащенный этой системой, будет работать наиболее эффективно.