Malariamygg bekämpas med laserkanon

Jörgen Städje
6 år sedan

Malaria är för närvarande en av de farligaste sjukdomarna vi känner till. Och myggen blir snabbt resistenta mot bekämpningsmedel. Men inte mot laser! Att skjuta myggor med kanon är inte så fel som det låter.

En miljon människor dör varje år och 250 miljoner är redan sjuka av malaria, en sjukdom i form av en parasit som sprids av malariamyggan när den suger blod från ett offer. Människan har gjort otroliga insatser för att bekämpa malariamyggan, som att dika ut områden, eller sprida gifter i naturen. Utdikning är allt för resurskrävande i stor skala och DDT var inte något vidare heller. Vacciner har varit på gång länge, men har begränsad förmåga.

Myggan tycks ha den egenskapen att den mycket snabbt blir resistent mot valfritt gift. Det enda som återstår är att slå ihjäl dem innan de hinner smitta, eller sova under myggnät. Tyvärr har människorna i de fattiga länderna inte råd med myggnät. Dessutom kommer myggnätet inte att hjälpa till att utrota sjukdomen. Det finns heller inget riktigt bra vaccin mot malaria, bara en tablett som måste tas i förebyggande syfte, vilket är tämligen ointressant för en smittad, eller i områden där man ändå inte har råd med mediciner. Och i de drabbade områdena finns ändå ingen sjukvård tillgänglig.

Try to kill it with consumer electronics!

Det ska vara amerikaner att tänka ut ett high-tech-försvar med laserkanon. Som en relik från Star Wars, har think-tank-bolaget Intellectual Ventures byggt en apparat som studerar flygmönstret för de insekter som far förbi och skiljer ut moskiterna, som sedan får en dödlig laserpuls. Utstickande delar av myggan, såsom vingar etc., bryts av och myggan störtar i ett rökmoln. Jo, bergis.

Efter en träff av en blå laserpuls har den här myggan förlorat sina vingar och störtar i ett rökmoln. Precis som i en gammal film från andra världskriget, med den skillnaden att motorljudet här ligger på 400 Hz och inte är ett lågfrekvent brölande som hos en Messerschmitt. Bild: Intellectual Ventures.

Allting började som en utmaning år 2007 från Bill och Melinda Gates fond, där Intellectual Ventures ombads att skapa nya metoder för att inte bara bekämpa malaria utan även eliminera sjukdomen helt. Företaget har en hel mängd specialister som hittat på nya sätt att attackera parasiten som sprider sjukdomen, varav vissa medger tidig, noggrann diagnos, medan andra fungerar genom att förstöra parasiten direkt.

Det är viktigt att man förstår hur myggan flyger, så Intellectual Ventures började studera myggans flygdynamiska egenskaper. Just den här bilden visar hur man håller fast en mygga i ett regn av små vattendroppar och belyser alltihop med grön laser, för att försöka förstå luftströmmarna kring vingarna.

Datorkraft är billigt idag och så är även digitala kameror. Vad Intellectual Ventures bland annat har gjort är att studera hur myggors vingar slår och ta reda på hur man skiljer ut honmygg från hanmygg, eftersom det bara är honmyggor som sticker. Man har sedan använt en del prylar från konsumentelektronik, som en DVD-brännares laser och laserscannern, den rörliga spegeln i en laserskrivare, till att rikta en dödlig puls mot myggan och skjuta ned den.

”Det här är det roliga sättet att bekämpa malaria” säger Nathan Myhrvold ”så varför ska vi inte göra det?” Resultatet blev ett WMD, ett Weapon of Mosquito Destruction. Prototypen som man byggt, gjordes enbart med saker man köpt begagnade på eBay.

Honmyggans vingar svänger vid 490 Hz, med ett alldeles särskilt övertonsmönster som skiljer sig från andra insekter. Det skiljer sig också från hanmyggans, som är ofarlig. Optiken hitar myggor som uppfyller bara detta kriterium och ger position och skjutorder. På så sätt undviks fjärilar, och till exempel människors ögon.

Målsökning och attack

Myggkanonen skulle främst appliceras som ett optiskt stängsel runt kliniker eller bostadshus, där det redan finns människor som är försvagade.

Systemet är avsett att skapa ett optiskt staket (photonic fence). Infraröda lysdioder som sitter monterade på alla fyra stolpar, skickar ljuspulser till motstående stolpe, som kan befinna sig 30 meter bort, där den träffar en remsa reflexmaterial av den typ som används på vägskyltar, och studsar tillbaka mot ljuskällan. På varje stolpe sitter också en kamera som söker efter skuggor som insekterna kastar när de flyger genom ljusstängslet.

När en insekt detekterats, identifieras den av programvara, som dessutom riktar en icke-dödlig laser mot den för att utröna vingfrekvensen och objektets storlek. Det är på så sätt man avgör om det är en mygga eller någon annan insekt och till och med om det är en hon- eller hanmygga. Honmyggorna är mycket större än hannarna och deras vingar slår långsammare.

En direktträff med BluRay-laser laser och myggan förlorar flygförmågan på grund av att den blir grillad. Brawaaammmm och den störtar med tjutande, tja…. Bild: Intellectual Ventures.

Programvaran fortsätter att spåra insekten och efter att man utfört vissa säkerhetsrutiner för att se till att det inte finns andra objekt ivägen aktiveras en andra högeffektslaser som antingen bara förbränner delar av myggan, eller skadar genom att skada dess DNA (teoretiskt). Energierna som används kan inte skada människans hud, men systemet har ändå inbyggd säkerhet mot att skjuta av en puls om det finner ett objekt som är större än en mygga.

Tillvägagångssättet är förvånade likt det som används i det amerikanska laservapnet ABL (Airborne Laser), en enmegawatts laser monterad i ett Boeing transportflygplan.

Produktionsklar myggkanon

Utrustningen i TED-videon från 2010 var en prototyp. Numera finns det en färdig, om än inte massproducerbar apparat.

Bild: Intellectual Ventures

Den ser väldigt kraftfull ut. De runda reflektorerna är till för de infraröda lysdioderna som utgör spaningsstyrkan och lyser längs hela målområdet för att hitta myggans skugga. Kameran till höger ser själva skuggan. Utrustningen i mitten är laserscannern.

U-världsanpassning

Eftersom det är ont om elektricitet i utvecklingsländerna försöker man spara energi i mesta möjliga mån. Till exempel undersöker man vilka laservåglängder som gör mest skada på en mygga.

Det hela är bara en prototyp och utvecklarna har insett att det kan behövas en del knepigt konstruktionsarbete med att anpassa billig konsumentelektronik så att den kan fungera som ett optiskt stängsel. Men fördelarna är stora. Systemet kan spärra myggornas framfart utan mänsklig inblandning och med liten eller ingen skada på andra objekt.

Systemet skulle kunna döda en miljard myggor per natt, utan att skada fjärilar. Med konsumentprylar för 50 dollar och en massa avancerad programvara, varför inte massframställa det?

Låt oss nu bara hoppas att inte myggrättsaktivisterna börjar skrika.