雷射殺蚊

少年時期的我喜歡夢想兩種未來的補蚊裝置:

  1. 微型飛行機器人,自動鎖定催毀蚊子
  2. 固定空間內的監控,自動攻擊進入區域內的蚊子

看來夢想有可能成真了。

隨談

如果在桌上劃一圈水把螞蟻圍住,慢慢縮小到合上時,螞蟻有時會因水面張力而再也無法爬出水灘。

小時候曾經如此折磨死一些螞蟻。可是有一天,突然對這種事感到厭倦了,從此刻意避免傷害任何生物;就算在家裡看到蟑螂,我也頂多將它生擒放生到室外。

唯有蚊子例外:我還是會不太猶豫地把它們拍扁。事實上,我一直對滅蚊這題目很感興趣。

滅蚊

若是要治本,維護環境清潔、清空積水自然是不二法則。

蚊子雖小,鎖定獵物的能力卻很複雜而奇妙。目前科學家仍在試著尋找吸引蚊子最有效的方法。二氧化碳似乎最容易吸引蚊子 — 它們有辦法在很遠的地方感覺到一個人呼吸吐出的二氧化碳,十分驚人。另外他們也認得體溫和氣味等等。

至於主動式的滅蚊… 網路上有一個「環保捕蚊罐」的報導,利用二氧化碳吸引蚊子到瓶子裡,讓它們淹死。我也曾經試做了一個,可惜那次成效不佳。似乎是酵母的問題,溶液沒有產生多少二氧化碳,瓶子裡也什麼都沒抓到。

一般圓桶狀的「捕蚊燈」是用裝在中間的 UV 燈管吸引蚊子,讓它們飛近時觸及鐵網電死。可是這種裝置不分青紅皂白,通常殺死無辜昆蟲量大多於吸血母蚊。

雷射

上面的 YouTube 影片是蚊子被一強力雷射擊中時的高速捕捉鏡頭。看起來很酷,但故事不止於此:何不設計一個自動系統來感應,鎖定目標,瞄準雷射擊落蚊子,甚至是只擊落母蚊 (公蚊不吸血),而完全避免傷害其他昆蟲或人畜?

今年二月份的 TED 座談大會上,Intellectual Ventures Lab 發表了他們研發的「Photonic Fence」原型。

首先,強力紅外線燈光 (LED) 被投射在一段距離外的反光表面,然後用攝影機捕捉反光。假設此時一隻蟲子飛進來檔住光線,它會很清楚地映出一塊黑影。攝影機接到一臺筆記型電腦上,軟體即時分析影像來判斷/追蹤進入範圍內的這隻蟲子。

這時,一道強度較弱的綠雷射會投射在蟲子上。這道雷射所反射的強光,會被另一個光線感應器所偵測,用來分析出投射目標翅膀拍動的頻率。母蚊、公蚊和其他昆蟲的翅膀拍動頻率都稍有不同。如果目標分析出是母蚊,則可發射第二道雷射,這次強度足以破壞其 DNA 使其無法繁殖,或就在半空中重傷或殺死。

看來極酷又極荒唐的主意,但這東西可不只是為了好玩:研發這系統最終的目標是讓它夠便宜,低耗電,足以單獨使用太陽能在低開發度國家消滅瘧疾!

而參與的研究員內,有些是曾在冷戰時期,投身美國國防研究衛星雷射反導彈系統,或氫彈研究的科學家!

但這樣一個系統,究竟有沒有可能達到如此低價低耗能的程度,還是很難說。不過希望是有的:目前的原型機據說完全是用從 eBay 上買來,能輕易獲得的原件組成。

紅外線 LED 並不昂貴,而且一般相機和攝影機所使用的 CCD 或 CMOS 感光片都能感應到接近可見光頻率的紅外線 (波長八九百 nm)。例如電視遙控器就是使用紅外線 LED —

An ordinary TV remote

按下按鈕時看似沒啥動靜,但用 MacBook Pro 上的 iSight 攝影機一拍 —

Infrared LED of the remote lit up

雷射二極體模組也很容易購得。至於電腦追蹤,最複雜的部分也許是電腦視覺;但這也已在多年研究下是個蠻成熟的技術了,例如任何人都可以使用開放原始碼的 OpenCV。

Intellectual Ventures 目前仍在評估第二道雷射的強度,希望能拿捏到只會傷害蚊子、而不傷人的強度。真希望在不久後的將來技術更加成熟時,我也能在家中架個一兩具;不然就只好試著用 Arduino 控制板 DIY 做一個啦!

下面是關於「Photonic Fence」更詳細的解說。

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