Алгоритм показывает, что в подходящих условиях комары могут процветать даже зимой
Исследователи из Техасского университета A&M разработали математическую модель на основе машинного обучения для точного прогнозирования локальной (микроклиматической) температуры внутри мест размножения комаров Aedes albopictus — переносчиков вирусов чикунгуньи и денге. Их алгоритм, описанный в журнале Scientific Reports, также показывает, что даже зимой температура в определённых местах размножения может быть достаточно тёплой для роста и развития комаров.
Проблема предыдущих моделей
Ранее прогнозы о популяциях комаров в основном основывались на температуре окружающего воздуха (амбиентной). Однако эти расчёты были неточными, так как температура в местах размножения (например, в ливневых стоках, водомерных колодцах) может значительно отличаться от общей. Использование датчиков (логгеров данных) для отслеживания микроклимата дорого и неудобно для долгосрочного применения.
Новый подход
Учёные разместили датчики в типичных местах размножения комаров вокруг Хьюстона (ливневые стоки, затенённые участки, водомерные колодцы) и получили данные об амбиентной температуре из репозитория NOAA. Эти данные использовали для обучения алгоритма машинного обучения.
Результаты модели
- Обученная модель может предсказывать микроклиматическую температуру для различных амбиентных температур и мест размножения с точностью до 1,5 °C.
- Это позволяет обходиться без физических датчиков.
- Значения микроклиматической температуры затем подавались в популяционно-динамическую модель, отслеживающую жизненный цикл комаров (яйца, личинки, куколки, взрослые особи).
Ключевое открытие
Модель показала, что изолированные условия ливневых стоков могут привести к выживанию 84% неполовозрелых особей и яиц и 96% взрослых комаров в зимние месяцы — время года, когда комары считаются неактивными.
Значение и перспективы
Как отметил профессор Мадхав Эррагунтла, работа автоматизирует прогнозирование микроклиматических условий, минуя дорогой и трудоёмкий процесс установки датчиков. Это поможет эпидемиологам точнее отслеживать передачу болезней и всплески численности комаров. Для подтверждения применимости модели за пределами Техаса необходимы дополнительные исследования.