用于蚊虫分类的智能捕蚊器制造技术

一种昆虫诱捕器，包括用于根据属种对昆虫进行分类的一个或多个部件的组合。所述诱捕器包括在所述诱捕器的入口处的成像装置、数字传声器和无源红外传感器以感测所述昆虫的振翅频率和大小(以识别蚊虫的进入)。填充有诸如与内部空气气体混合的二氧化碳的昆虫引诱剂的羔羊皮膜模仿人类皮肤，使得所述昆虫能够停落在所述膜上并且甚至能够刺穿所述膜，就好像能够享用血液大餐一样。诸如无源红外传感器或相机等成像装置收集所述昆虫的图像数据。所述昆虫可为蚊虫。虫可为蚊虫。虫可为蚊虫。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于蚊虫分类的智能捕蚊器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年10月7日提交的美国临时专利申请序列号63/198,254的优先权并且以引用的方式并入所述临时专利申请。

技术介绍

[0003]分类法是对自然界中的生物进行分类的过程。昆虫学是对昆虫生物的研究。在昆虫学背景下的分类学是现代科学时代相对晦涩难懂的学科。很少有人愿意将其职业生涯都耗在几个小时地对着显微镜钻研，从而试图识别昆虫是什么属种上。就蚊虫而言，存在近4500种不同种类的蚊虫，并且训练来识别所有这些蚊虫是困难的(如果可能的话)。在类似于印度、孟加拉国以及甚至美国等国家，根本不可能培训专业人员来识别在这些国家流行的所有蚊虫(例如，印度特有的蚊虫有400个种类；在美国有大约150个种类)。随着各国之间旅行和全球联系的增加，蚊虫会入侵到新的地方，而本地的专业人员无法识别“新的”蚊虫。蚊虫和其他昆虫被认为是“媒介”，因为它们会携带病毒、细菌和疾病株并且将它们传播给人类。因此，术语“媒介”被给予了其在传染病领域中最广泛的含义。
[0004]现代昆虫学现状集中于消除或最大限度地减少人类在疾病爆发期间对蚊虫属种分类的参与。世界上存在近4500种不同种类的蚊虫，覆盖45个左右的属。在这些当中，只有三种属类型中的少数种类传播最致命的疾病。这些蚊虫属于伊蚊属(寨卡病毒、登革热、基孔肯雅热、黄热病)、库蚊属(西尼罗河病毒和EEE)以及按蚊属(疟疾)。在这三个属中，最致命的种类是埃及伊蚊、白纹伊蚊、黑须库蚊、冈比亚按蚊和斯氏按蚊。当蚊媒病(例如登革热)影响到某个区域时，识别登革热的特定媒介(即，埃及伊蚊和白纹伊蚊)的存在就会变得至关重要。这既困难又昂贵。例如在印度，有近450种类型的蚊虫遍布各地。因此，公共卫生专家在疾病易发地区布设诱捕器，并且有时会诱捕到数百只蚊虫。然而，现在，所述公共卫生专家可识别那些蚊虫中的哪一种是他们正在寻找的属种。因为，一旦他们识别出正确的蚊虫，他们就可将那些蚊虫带到实验室进行DNA测试等，以查看被诱捕蚊虫体内是否存在病原体(即，病毒)。当然，如果他们发现那些蚊虫中的相当大量蚊虫体内带有病毒，就会出现公共卫生危机，并且需要采取纠正措施。
[0005]其他工作集中于在边境处检测外来蚊虫。这是一个会引起全球广泛关注的问题
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需要识别一个国家边境(陆地或海洋或领空或道路)上的蚊虫是否是外来蚊虫。例如，考虑到一种场景，其中例如既是国内媒介又是非美国本土媒介的蚊虫在进入美国边境的车辆上。
[0006]假设边境确实有捕蚊器，这一“新”品种的蚊虫很可能会连同其他本地蚊虫一起被诱捕。在此处的问题是公共卫生部门如何确定“外来”蚊虫在这样的一个诱捕器中。目前的昆虫学分类系统需要定期前往这些诱捕器处，进行收集并通过显微镜研究对象，并且逐个识别样本。如果目标是仅检测特定类型的“外来”蚊虫，则这将是极其麻烦的。
[0007]目前的疾病模型依赖于传染媒介的正确分类。需要改进昆虫学分类系统以用于专门的和细节密集的实例，诸如上文的假设。昆虫学分类领域需要包括适用于解决重要的但
难以说清的问题，诸如识别确实被诱捕的假设“外来”蚊虫的算法。需要更新的算法来为研究者提供针对专门情况(诸如假设随机出现影响本地种群的新的昆虫)进行昆虫学分类的选项。
[0008]继续“外来”蚊虫示例，昆虫学分类领域需要改进的技术和模型，所述改进的技术和模型已经用外来蚊虫的图像(由国际合作伙伴提供)进行了训练，以直接根据初步观察来识别属种。在替代方案中，应当满足使得外来蚊虫能够符合用其他蚊虫训练的模型的需求。这些技术将允许研究者向公共卫生官员通知目前已经诱捕了先前在给定地方似乎不为人所知的新的蚊虫。在任一种情况下，都对边境处的公共卫生有着重大好处。
[0009]如本公开中所详述，为了解决上述不足之处，将全球范围内的蚊虫样本的解剖结构数字化(在公民和专家的参与下)将有助于创建标注有属种类型的蚊虫解剖图像的大型储存库。这个储存库之后可用于培训人员，而且也可用于使用本公开中的算法来进行自动识别(在上传照片时)。举例来说但不限制本公开，位于维罗海滩(Vero Beach)的佛罗里达州医学昆虫学实验室(Florida Medical Entomology Lab)每年在细分的昆虫分类领域培训极少数人员(既有国际军事人员，也有国内军事人员)。从先前的调查来看，空间非常有限，并且许多人被这类培训项目拒之门外。在数字储存库就位的情况下，培训项目可在全球扩展，此外潜在还有数千个图像来培训感兴趣的人员。
[0010]在至少一个示例中，对昆虫学分类的这类改进的需求是显而易见的。印度的许多邦县(尤其是边境处的那些邦县)已经并且目前愿意为这种服务付费。这种服务通过适当的捕蚊器进行，并且可部署在国际航班、轮船和公共汽车上。
[0011]在这个领域的另一种需求表达中，对前往蚊媒病很常见的国家的士兵进行例行培训，以帮助本地社区识别蚊虫和其他疾病媒介。数字储存库可远程地培训士兵，而不需要亲自前往需要这些服务的地方。另外，士兵以及甚至政府机构中正在海外旅行和居留的人员都可能会受益于基地和/或家中的诱捕器，所述诱捕器可提示他们辨认在附近诱捕的蚊虫的类型、以及它们的危险程度。
[0012]最后，在这个领域的另一种需求表达中，现今的捕蚊器并不存在数字化进展。目前的诱捕器大多数是基于光引诱剂或二氧化碳(CO2)引诱剂(有时会用人类汗液作为引诱剂进行增强)。目前具有这些引诱剂的诱捕器会引诱蚊虫进入。一旦进入诱捕器内部，风扇通常就会将蚊虫拉入它们无法逃脱的腔室中。一些诱捕器会在这些腔室中使用化学物质来真正地杀死蚊虫。第二天，分类学家拾取这些腔室中的蚊虫以识别属种。其他诱捕器可检测落入的昆虫是否是蚊虫
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它们使用无源红外传感器(“PIR传感器”)来检测进入诱捕器的蚊虫。PIR传感器可并入热电传感器，所述热电传感器检测红外辐射水平的变化。PIR传感器在数字/电气方面能够适应通过网络与其他计算机通信；然而，到目前为止，还没有能力在诱捕器中捕获图像或视频。
[0013]目前需要一种智能捕蚊器，所述智能捕蚊器使用电子器件来收集与蚊虫解剖结构、行为、运动等有关的数据，以便至少根据属种来对蚊虫样本进行分类。

技术实现思路

[0014]一种昆虫诱捕器包括用于根据属种对昆虫进行分类的一个或多个部件的组合。所述诱捕器包括在所述诱捕器的入口处的成像装置、数字传声器和无源红外传感器以感测所
述昆虫的振翅频率和大小(以识别蚊虫的进入)。填充有诸如与内部空气气体混合的二氧化碳的昆虫引诱剂的羔羊皮膜模仿人类皮肤，使得所述昆虫能够停落在所述膜上并且甚至能够刺穿所述膜，就好像能够享用血液大餐一样。诸如无源红外传感器或相机等成像装置收集所述昆虫的图像数据。所述昆虫可为蚊虫。
[0015]本公开提出了一种系统来设计最先进的人工智能(AI)技术，即使用数字图像来对蚊虫进行分类的技术。可基于以掩模区域为基础的卷积神经网络而对数字图像进行分析，以从数字图像中提取蚊虫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种捕捉昆虫并收集关于所述昆虫的识别数据的设备，所述装置包括：连接到定位盘的膜主体，所述膜主体限定入口开口以用于将昆虫引诱剂引导到所述膜主体中；至少一个成像装置，所述至少一个成像装置具有覆盖所述膜主体的视野：连接到所述成像装置的计算机，其中所述计算机包括连接到上面存储有软件的计算机化存储器的处理器，所述软件包括计算机实现的指令，所述计算机实现的指令被配置为将关于所述昆虫的数据存储在所述计算机化存储器中。2.如权利要求1所述的设备，所述设备还包括膜外壳，所述膜外壳包围所述膜主体以将所述昆虫诱捕在所述膜外壳内。3.如权利要求2所述的设备，所述设备还包括封闭腔室，所述封闭腔室通过出口开口连接到所述膜外壳并且被配置为在已经存储所述数据之后容纳所述昆虫。4.如权利要求2所述的设备，其中所述膜主体包括被配置为在上面支撑昆虫的皮肤表面。5.如权利要求4所述的设备，其中所述皮肤表面是羔羊皮预防膜。6.如权利要求1所述的设备，其中所述定位盘连接到通过所述入口开口进入所述膜主体的二氧化碳源。7.如权利要求1所述的设备，所述设备还包括连接到所述定位盘的加热器，所述加热器被配置为使进入所述膜主体的所述昆虫引诱剂升温。8.如权利要求1所述的设备，其中所述定位盘限定凹部以用于放置额外的昆虫引诱剂。9.如权利要求1所述的设备，其中所述成像装置是无源红外传感器(PIR)。10.如权利要求1所述的设备，其中所述成像...

【专利技术属性】
技术研发人员：史利南，
申请(专利权)人：南佛罗里达大学，
类型：发明
国别省市：