Обычный экологический мониторинг — дело муторное. Поймай насекомое, убей его, положи под микроскоп и гадай, шмель это или оса. Процесс отнимает часы, а ещё и вредит популяциям, которые же и пытаешься защитить. Инженеры из Ирландии и Дании решили пойти другим путём и собрали прибор, который видит насекомых насквозь. Буквально.
Они построили радар непрерывного излучения. Штука работает на частоте миллиметрового диапазона и ловит радиоэхо от летящей цели. Оказалось, что у каждого вида — своя биомеханическая подпись. Учёные выделили семьдесят параметров полёта. Базовая частота взмахов, распределение энергии по частотам, характер завихрений воздуха. Всё это машина анализирует и выдаёт вердикт: пчела, оса или шмель. Точность — до 85 процентов.
Самое интересное — радиолокационное отслеживание насекомых работает в любую погоду. Туман, дождь, темнота — плевать. Визуальная камера тут бессильна. А радиоволны миллиметрового диапазона не замечают ни маскировочной окраски, ни времени суток. Технология обнаружения пчёл становится независимой от внешних условий.
«Мы можем отличить шмеля от пчелы даже если насекомое летит в густом тумане. Это меняет правила игры для мониторинга опылителей», — отметили авторы разработки.
Конечно, пока всё выглядит красиво только в теории. Систему протестировали в замкнутых пластиковых контейнерах. Там радиосигнал не затухает на дистанции, и помех почти нет. В полевых условиях всё будет сложнее. Ветер, деревья, другие насекомые — шумовая картина меняется. Но авторы уверены: это вопрос донастройки.
Наблюдение за полётом шмелей и пчёл сейчас делают либо вручную (сачками), либо с помощью акустического анализа. Но микрофоны ловят только шум крыльев — и то пока рядом нет трактора. А радиолокация снимает сигнал с самого тела насекомого, не путая его с посторонними звуками. Это даёт гораздо более чистые данные.
Сохранение биоразнообразия пчёл — глобальная тема. Опылители гибнут по всему миру. Пестициды, болезни, монокультуры полей — причин масса. Но чтобы понять, где нужна помощь, надо сначала посчитать, сколько насекомых осталось. Автоматический счётчик пчёл на базе радара мог бы висеть на краю поля и круглосуточно фиксировать пролёт. Это быстрее, дешевле и не убивает самих опылителей.
Похожая разработка уже была у команды из Фрайбургского университета. Они построили дрон, который снимает пчёл на расстоянии больше ста метров. Но камера видит только в светлое время и при ясной погоде. Радар лишён этих недостатков. В перспективе такие системы можно будет использовать и для экологического мониторинга пасек — чтобы вовремя замечать, что количество летающих пчёл резко упало, и принимать меры.
Сейчас перед учёными стоит задача вывести эксперимент из контейнера в открытое поле. Если это получится, технология обнаружения пчёл станет рабочим инструментом для экологов по всему миру. А пока — ждём новостей про полевые испытания.