Haupt Andere Kann die KI die gefürchtete Tsetsefliege besiegen?

Kann die KI die gefürchtete Tsetsefliege besiegen?

Wissenschaft & Technologie Durch David J. Craig |Winter 2018-19

Geoffrey M. Attardo, PhD

Sie mag wie eine gewöhnliche Stubenfliege aussehen, aber die afrikanische Tsetsefliege ist eines der gefährlichsten Insekten der Welt. Die Tsetsefliege ist der einzige Überträger der als Schlafkrankheit bekannten Infektionskrankheit, die jährlich Tausende von Menschen und Millionen von Nutztieren in Afrika südlich der Sahara tötet. Die Tsetsefliege hat große Landstriche auf dem Kontinent unbewohnbar gemacht.

In den letzten Jahren hat die senegalesische Regierung in Zusammenarbeit mit internationalen Hilfsorganisationen einen genialen Weg gefunden, den tödlichen Schädling zu bekämpfen, indem sie die Fliegen in Gefangenschaft züchtet, die Männchen mit Strahlungsspritzen sterilisiert und sie dann in die Wildnis entlässt. Dies hat die Paarungsmuster der Tsetsefliegen gestört und viele Kolonien zum Zusammenbruch gebracht. Die Strategie ist zwar effektiv, aber zeitaufwändig und teuer, da viele flinke Labormitarbeiter erforderlich sind, um männliche und weibliche Fliegen sorgfältig von Hand zu sortieren.

Zelda Moran ’17PH, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Columbia’s Earth Institute, glaubt, einen Weg gefunden zu haben, diesen Prozess zu rationalisieren. Ihre Innovation geht auf eine Entdeckung zurück, die sie 2015 bei ihrer Arbeit in Wien für die Internationale Atomenergiebehörde (IAEA), die internationale Wissenschaftler betreut, die an dem senegalesischen Projekt arbeiten. Um die frühen Stadien der physischen Entwicklung der Tsetsefliege zu untersuchen, erfand Moran eine Nahinfrarot-Bildgebungstechnik, die es Wissenschaftlern ermöglichte, zum ersten Mal in das undurchsichtige Puppengehäuse zu blicken. Dies führte sie und ihre Kollegen zu der Beobachtung, dass sich männliche und weibliche Puppen nach leicht unterschiedlichen Zeitplänen entwickeln, wobei die Weibchen ein oder zwei Tage vor den Männchen Flügel sprießen.

Wir wussten, dass man, wenn man die Fliegen während der Puppenphase sortieren könnte, nicht so empfindlich mit ihnen umgehen müsste, sagt Moran. Wir könnten die Aufgabe sogar automatisieren.

Moran hat sich seitdem mit dem Columbia-Physiker Szabolcs Marka zusammengetan, um ein Programm für künstliche Intelligenz zu entwickeln, das sofort feststellen kann, ob Tsetse-Puppen männliche oder weibliche Fliegen enthalten. Der nächste Schritt besteht darin, einen Robotermechanismus zu entwickeln, der, wenn er eine männliche Puppe identifiziert, die sich auf einem Förderband vorbeibewegt, einen Luftstoß bläst, um sie von den Weibchen zu trennen.

Moran sagt, sie führe derzeit Gespräche mit Wissenschaftlern der IAEA über den Bau eines Prototypsystems, das in die Tsetse-Zuchtanlage im Senegal integriert werden könnte. Sie hofft, dass ihre Technologie, wenn sie sich als effektiv erweist, es der IAEA ermöglichen wird, ihr Tsetse-Sterilisationsprojekt auszuweiten und es schließlich in andere afrikanische Länder zu bringen.

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Nina Young ist Assistenzprofessorin für Komposition und Direktorin der Electronic Music Studios an der Butler School of Music der University of Texas in Austin. Zuvor war sie Assistenzprofessorin am Department of the Arts am Rensselaer Polytechnic Institute. Sie schloss 2016 das DMA-Programm in Komposition an der Columbia ab. Bevor sie zu Columbia kam, erhielt Nina a