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ENTOMOLOGÍA

Aedes captado en tiempo real

Una trampa inteligente captura insectos e identifica a la especie según su aleteo

Léo Ramos Aparato para el análisis del ritmo de aleteo de distintas especies de mosquitoLéo Ramos

En agosto empezó a probarse en Florida y en California el prototipo más avanzado de una trampa inteligente que además de atraer y capturar insectos, identifica automáticamente de qué especie son y el sexo al que pertenecen. Este aparato, creado por dos investigadores brasileños y uno estadounidense, puede simplificar el monitoreo de las poblaciones de mosquitos transmisores de enfermedades como el Aedes aegypti, responsable de la propagación del dengue, el chikunguña y el zika.

“Desde que empezamos a desarrollar la trampa, ha pasado por mejoras constantes”, afirma el entomólogo Agenor Mafra-Neto, presidente de la empresa brasileña Isca Tecnologias, especializada en el control de plagas, y uno de los integrantes del proyecto. Mafra-Neto y los científicos de la computación Gustavo Batista, de la Universidad de São Paulo (USP) en São Carlos, y Eamonn Keogh, de la Universidad de California en Riverside, ya elaboraron versiones con láser en el mecanismo de detección, antes de obtener resultados mejores con led. También construyeron modelos alimentados con baterías y cables conectados a la red eléctrica, y estudian conectarle un panel solar al aparato. En simultáneo con estos ajustes, probaron diferentes versiones del software que reconoce la especie y el sexo de los mosquitos según su aleteo. “Esperamos a fin de año contar con un prototipo robusto adaptado al uso en campo para probarlo en Brasil”, dice Mafra-Neto.

La trampa es sencilla: un cilindro de tejido negro de casi 60 centímetros de largo y cerrado en el extremo inferior. Pero su apariencia austera no suministra pistas de su contenido tecnológico. En el extremo superior, un tubo negro sirve de entrada para los insectos y lleva acoplado un sensor electrónico que se vale de luz para detectar el paso de los mosquitos e identificar la especie y el género al que pertenecen con base en la frecuencia del aleteo.

Los insectos son atraídos por un aroma artificial desarrollado por Isca Tecnologias que evoca el de plantas frescas. Siempre que un mosquito entra en la trampa, atraviesa un cono de luz infrarroja emitido por un led. Su paso por la zona iluminada proyecta una sombra en el sensor, que es transformada en las señales eléctricas que alimentan el programa de computadora encargado de reconocer la especie y el sexo. Inmediatamente se registran la hora del evento, la temperatura y la humidad del aire. Una vez en el interior de la trampa, el mosquito no logra escapar y muere deshidratado.

El empleo de luz para medir el aleteo fue una gran idea del proyecto. Desde la década de 1940 se buscan estrategias automáticas para hacerlo. Pero las anteriores registraban el sonido con micrófonos que captaban ruidos del ambiente.

Tanto el desarrollo del aparato de detección como el del software de reconocimiento estuvieron a cargo del equipo de Batista en la USP. Su grupo, junto al de Isca Tecnologías y al de Keogh, empleó un abordaje computacional llamado aprendizaje de máquinas para desarrollar un software que aprende a reconocer los patrones de aleteo de cada especie después de expuesto a algunos  ejemplos.

Al tiempo que trabajaban en la programación, los investigadores empezaron a crear bibliotecas de referencia para enseñarle al programa a identificar el ritmo de aleteo de distintas especies. Ya han evaluado la capacidad del programa de detectar al menos seis especies de mosquitos. En general, la tasa de acierto fue alta: varió del 80% para las moscas de la fruta de la especie Drosophila simulans al 99% para el Aedes aegypti, según un artículo publicado en 2014 en Journal of Insect Behavior.

Léo Ramos Prototipo de la trampa: 99% de acierto en la identificación del Aedes aegyptiLéo Ramos

Mejora y aplicación
Batista y Mafra-Neto calculan que se han invertido hasta ahora 5 millones de dólares en el desarrollo de la trampa, financiados por la FAPESP, el Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq) y el gobierno de Estados Unidos. En agosto, el proyecto fue uno de los 21 seleccionados entre 900 que se presentaron para obtener financiación de la Agencia de Estados Unidos para el Desarrollo Internacional (Usaid) en el combate contra el zika. Los científicos contarán entonces con 500 mil dólares para mejorar la trampa.

Ese dinero ya tiene un destino. Mafra-Neto y su grupo de Isca Tecnologías finalizarán el desarrollo del cebo atractiva de larga duración, un blend de compuestos que atrae a los mosquitos y repele a los polinizadores. En São Carlos, Batista y su equipo trabajarán en la mejora del sensor a los efectos de abaratarlo, y en la finalización de una aplicación móvil que permitirá recibir vía celular información sobre las especies de mosquitos y su densidad poblacional en las áreas monitoreadas por la trampa. El aplicativo también suministrará datos sobre el comportamiento de las especies y pistas para combatirlas. “Este tipo de información puede estimular a la gente a controlar a los mosquitos y sus huevos en casa”, dice Batista.

El objetivo es llegar a un producto de valor accesible, que puedan usar fácilmente tanto las autoridades sanitarias como la población. “En la actualidad, el conteo y la identificación de los mosquitos se hacen manualmente, tarea a cargo de especialistas en taxonomía y entomología”, explica Mafra-Neto. “Estos profesionales constituyen un recurso caro y escaso, lo que provoca cuellos de botella en la detección de focos de transmisión de enfermedades.”

Las trampas disponibles para el monitoreo de insectos solamente los capturan. “Desconozco alguna que efectúe la identificación automática”, afirma el biólogo Delsio Natal, estudioso de la ecología de mosquitos de la familia Culicidae y docente jubilado de la Facultad de Salud Pública de la USP en São Paulo. “Si este proyecto funciona, será pionero”, añade. Para la bióloga de la USP Margareth Capurro, quien desarrolló un linaje de Aedes alterado genéticamente para producir machos estériles, una trampa que identifique a los mosquitos permitiría saber cuándo ingresa al aparato una nueva especie. “Este tipo de monitoreo es importante, aun cuando no permite saber si los mosquitos están infectados”, afirma.

La versión actual de la trampa cuesta 100 dólares, y los investigadores pretenden bajar su precio. “Estamos cerca de llegar a una versión que pueda salir al mercado internacional”, afirma Mafra-Neto.

Proyecto
Sensores inteligentes para el control de plagas agrícolas e insectos vectores de enfermedades (FAPESP-PPP/2012) (nº 2012/50714-7); Modalidad Ayuda a la Investigación – Regular; Investigador responsable Gustavo Enrique de Almeida Prado Alves Batista (USP); Inversión R$ 137.402,06.

Artículo científico
CHEN, Y. et al. Flying insect classification with inexpensive sensors. Journal of Insect Behavior. v. 27 (5). p. 657-77. sep. 2014.

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