آخرین مطالب

الگوریتم نشان می دهد که در شرایط مناسب، پشه ها حتی می توانند در زمستان نیز شکوفا شوند —


پشه ها با توانایی چشمگیر نوشیدن تا سه برابر وزن بدن خود در یک وعده خونی، انگل های مهیبی هستند. اما برای رسیدن به سن بلوغ، پشه ها باید در محیط هایی پرورش داده شوند که دما برای پرورش، رشد و نمو آنها مناسب باشد.

در یک مطالعه جدید در مجله گزارش های علمیمحققان دانشگاه تگزاس A&M یک مدل ریاضی مبتنی بر یادگیری ماشینی را برای پیش‌بینی دقیق دمای محلی یا میکرو اقلیم در زمین‌های پرورشی توسعه داده‌اند. Aedes albopictus پشه ها، ناقلان ویروس های چیکونگونیا و دنگی. الگوریتم آن‌ها همچنین نشان می‌دهد که حتی در زمستان، ممکن است دما در برخی از مکان‌های تولید مثل به اندازه کافی گرم باشد تا به پشه‌ها اجازه رشد و نمو بدهد.

دکتر مدهاو اراگونتلا، استادیار عمل در Wm Michael گفت: “هدف ما توسعه مدل‌های ریاضی دقیق و خودکار برای تخمین دمای ریزاقلیمی است که می‌تواند ارزیابی سریع جمعیت پشه‌ها و در نتیجه انتقال بیماری‌های ناقل را تسهیل کند.” بارنز ’64 گروه مهندسی صنایع و سیستم ها.

پشه‌ها که مسئول حدود یک میلیون مرگ در سراسر جهان هستند، همچنان به سلامت عمومی در بسیاری از نقاط جهان آسیب می‌رسانند. علاوه بر آب، دما نیز در مراحل مختلف چرخه زندگی پشه ها نقش مهمی ایفا می کند. علاوه بر این، رشد، تولید مثل و بقای پشه‌ها را می‌توان بر اساس دما مدل‌سازی کرد.

مطالعات گذشته تا حد زیادی بر دمای محیط یا دمای عمومی هوا برای پیش‌بینی جمعیت پشه‌ها تکیه کرده‌اند. با این حال، این محاسبات دقیق نبوده‌اند، زیرا دمای محیط می‌تواند از دمای محیط‌های پرورش پشه منحرف شود. دانشمندان با درک این نقص، به حسگرهایی به نام دیتالوگر برای پیگیری مداوم دما، شدت نور و رطوبت در محیط‌های پرورش تکیه می‌کنند. این سنسورها با وجود مزایایی که دارند، به دلیل هزینه و استفاده طولانی مدت، نامناسب هستند.

Erraguntla می‌گوید: «مردم متوجه شده‌اند که شرایط ریزاقلیمی مهم است، اما در حال حاضر دیتالوگرها تنها راه برای پیگیری دما هستند. ما می‌خواستیم این شکاف را با خودکار کردن فرآیند تخمین دمای ریزاقلیمی برطرف کنیم تا بتوانیم چرخه زندگی پشه‌ها را به‌طور دقیق مدل‌سازی کنیم.»

برای آزمایش‌های خود، محققان حسگرهایی را در مکان‌های رایج پرورش پشه‌ها در اطراف هیوستون، تگزاس، از جمله زه‌کشی طوفان، مناطق سایه‌دار و داخل کنتورهای آب قرار دادند. علاوه بر این، آنها اطلاعاتی در مورد دمای محیط از مخزن سازمان ملی اقیانوسی و جوی به دست آوردند. با استفاده از این داده‌ها به عنوان ورودی آموزشی به الگوریتم یادگیری ماشین، مدل کامپیوتری می‌تواند دماهای ریزاقلیمی را برای انواع دماهای محیط و مکان‌های پرورش در 1.5 درجه سانتی‌گراد پیش‌بینی کند. علاوه بر این، این مدل در حال حاضر حتی می‌تواند دمای ریزاقلیمی را برای هر دمای محیطی پیش‌بینی کند و نیاز به حسگرها را از بین ببرد.

سپس، مقادیر دمای ریزاقلیم را به مدل ریاضی دیگری به نام مدل دینامیکی جمعیت، که چرخه زندگی پشه ها را ردیابی می کند، تغذیه کردند. بر اساس دمای ریزاقلیمی و سایر پارامترها، مدل دینامیکی جمعیت می تواند جمعیت ها را در مراحل مختلف چرخه زندگی از جمله تخم، لارو، شفیره و بالغ تخمین بزند. Aedes albopictus پشه ها

این مدل همچنین نشان داد که شرایط عایق‌شده زه‌کش‌های طوفان می‌تواند منجر به زنده ماندن 84 درصد از بچه‌ها و تخم‌ها و 96 درصد از بزرگسالان در طول ماه‌های زمستان شود، زمانی از سال که پشه‌ها خفته فرض می‌شوند.

اگرچه مدل پیش‌بینی دمای آب و هوایی آنها از دقت بالایی برخوردار است، محققان خاطرنشان کردند که تحقیقات بیشتری برای تأیید اینکه آیا مدل آنها برای مکان‌های خارج از تگزاس قابل اجرا است یا خیر، مورد نیاز است.

Erraguntla گفت: «کار ما پیش‌بینی شرایط ریزاقلیمی را خودکار می‌کند و از یک فرآیند گران‌قیمت و زمان‌بر قرار دادن حسگرها در نقاط مختلف پرورش، جمع‌آوری داده‌های حسگر و تجزیه و تحلیل آن دور می‌زند.» از یک زمینه بهداشت عمومی، این کار به اپیدمیولوژیست ها کمک می کند تا انتقال بیماری های ناشی از پشه و افزایش فراوانی پشه ها را بهتر پیگیری کنند.

سایر مشارکت کنندگان در این تحقیق عبارتند از Darpit Dave، Josef Zapletal و Mark Lawley از بخش مهندسی صنایع و سیستم ها. و کوین مایلز، زک آدلمن و تایلر پولنز از گروه حشره شناسی در تگزاس A&M.

منبع داستان:

مواد ارائه شده توسط دانشگاه A&M تگزاس. نوشته اصلی توسط واندانا سورش. توجه: محتوا ممکن است برای سبک و طول ویرایش شود.