用你的手机通过声音识别蚊子的种类

蚊子的声音很烦人,但对科学家们来说却很有帮助。
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呀。WikiImages

蚊子的嗡嗡声不仅令人讨厌,而且预示着危险——它预示着你可能会被叮咬。最好的情况是,这意味着一个瘙痒的叮咬,而最坏的情况——在疟疾或登革热等疾病流行的地区——可能是一种致命的感染。但那种恼人的噪音是研究这些昆虫的科学家们丰富的信息来源,因为它们翅膀快速扇动发出的声音的频率可以告诉他们一些有用的信息:它们的种类。

虽然物种与翅膀扇动声之间的联系对于研究它们的科学家来说已经是旧闻了,但斯坦福大学的工程师们拼凑出了他们所说的最大规模的蚊子翅膀扇动声参考数据集——对20个不同物种的翅膀扇动频率进行了分析。与总共约3500个物种相比,这听起来像蚊子大小,但收集声音的研究人员则专注于那些是主要疾病传播媒介的物种,以及他们能够接触到的物种。

该项目的科学家们希望全球其他人能够使用他们的手机在野外录制蚊子的声音,然后在线提交这些声音,以便与该主数据集进行比较,所有这些都是为了帮助他们更好地了解哪些蚊子物种在哪里。为了构建主数据库,他们实际上使用了用一款老式、廉价的三星翻盖手机录制的声音;关键在于,即使是低科技的手机也可以充当声音收集工具。

哈里普里亚·穆昆达拉扬 (Haripriya Mukundarajan) 是斯坦福大学机械工程系的博士生,也是近期在该期刊《eLife》上发表的关于这项研究的研究的第一作者。她说,他们的大部分录音都是在疾病控制与预防中心实验室进行的,对数百只蚊子种群的声音进行了采样。她说,他们的算法在识别蚊子种类时,准确率约为68%。

这项研究的更广泛意义在于:由于蚊子会传播疟疾(世界卫生组织估计2015年夺走了429,000人的生命)、寨卡和登革热等疾病,了解不同物种的分布地点非常重要。“绘制全球蚊子分布图非常重要,因为它们正在扩散到许多新的栖息地,”穆昆达拉扬说,并指出了解物种分布地点将有助于公共卫生官员量身定制灭蚊计划。这就是为什么穆昆达拉扬认为,利用它们的叫声录音,并结合普通人提交的录音收集的数据,将有助于构建更准确的蚊子分布图。

“声音很容易,”她说。“这是识别蚊子最无创、最简单的方法。”该团队为该项目建立了一个网站,名为Abuzz,人们可以在那里提交他们用手机录制的声音,无论是iPhone还是更老式的设备。

当然,关于蚊子种类的地图已经存在——这项2012年的研究中有一些生动的图表,描绘了这些蚊子的按蚊属 (Anopheles) 的分布范围——但穆昆达拉扬说,他们的目标是基于更多数据点创建更高分辨率的地图。

他们主名单中最令人讨厌的物种之一是埃及伊蚊 (Aedes aegypti),它是黄热病、登革热和寨卡等疾病的传播媒介。“这尤其令人担忧,因为它正在广泛传播到新的栖息地,”穆昆达拉扬说。该物种以能够在城市环境中像花盆这样的小空间中繁殖而闻名。另一个是冈比亚按蚊 (Anopheles gambiae),它会传播疟疾。最终目标是,通过更好的地图,可以有更好的灭蚊计划,并有望减少蚊子传播的疾病病例。

穆昆达拉扬说,到目前为止,他们已经收到了大约200个蚊子录音,她目前正在亲自手动将录音输入到识别蚊子种类的算法中。她希望收到来自巴西、印度和非洲农村地区等地的蚊子嗡嗡声录音,并使该过程更加自动化。

虽然翅膀扇动频率为研究人员提供了大量信息,但它在这些昆虫的生命周期中也起着关键作用。穆昆达拉扬说,翅膀扇动频率“对它们寻找配偶非常有用”。雌性的嗡嗡声音调较低;雄性的音调较高。“雌性根据雄性能否很好地调整翅膀扇动频率以匹配她的频率来选择配偶。”

 

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