研究人员表示,他们利用人工智能和公民提交的照片,识别出在马达加斯加首次检测到的斯氏按蚊(Anopheles stephensi),而这种传播疟疾的蚊子在非洲的威胁正在持续上升。
世界卫生组织(WHO)已将斯氏按蚊的扩散认定为对疟疾控制和消除的重大威胁,特别是在非洲地区。
研究人员指出,发表在《昆虫》(Insects)杂志上的研究结果表明,如何调动当地社区和数字技术来填补对该物种的监测空白,尤其是在难以监测的城市区域。
这一发现源于马达加斯加首都塔那那利佛居民通过美国国家航空航天局(NASA)开发的公民科学应用程序GLOBE Observer提交的一张智能手机照片。该特写照片显示了从城市废弃轮胎中采集的蚊子幼虫。据主要作者、美国南佛罗里达大学数字科学副教授瑞安·卡尼(Ryan Carney)介绍,照片拍摄于2020年,但直到两年后科学家回顾历史数据时才被发现,当时正值对斯氏按蚊在非洲扩散的担忧加剧之际。
研究团队在拍摄数千张经验证的斯氏按蚊及其他地方性蚊种的智能手机照片后,训练了人工智能图像识别算法,开发出用于斯氏按蚊检测的公民科学工具。该工具成功确认了五年前发现的幼虫物种,表明公民科学与人工智能结合能有效应对入侵物种威胁。
卡尼表示,公民生成的照片可提供早期预警数据,帮助当局比单纯依赖传统诱捕更快识别新出现或扩大的蚊群。他向SciDev.Net指出:"传统蚊子监测如诱捕成本高昂,需要专业知识和时间,且难以规模化实施,尤其在跨越行政边界时。因此,公民科学应成为当地社区和世界卫生组织等国际卫生机构的优先事项,以补充在难以到达及人口稠密区域的斯氏按蚊监测工作。"
斯氏按蚊对疟原虫高度易感,且对杀虫剂具有强抗药性。它在城市环境中繁衍旺盛,利用轮胎、水桶等人工容器繁殖,使人口密集区全年维持疟疾传播。先前研究显示,其扩散可能使非洲额外1.26亿人面临疟疾风险。
研究人员推荐iNaturalist、蚊子警报(Mosquito Alert)及NASA的GLOBE Observer三款免费应用程序作为非洲国家扩大蚊子监测的有效工具。这些应用支持全球访问,提供斯瓦希里语、阿拉伯语等多语言选项,有助于提升社区参与度。配备智能手机和60倍放大夹持镜头的公民科学家可向应用提交蚊子或幼虫的特写照片以供验证。
卡尼补充道,地方卫生部门可利用全球蚊子观测仪表板(Global Mosquito Observations Dashboard),该平台整合全球蚊子照片与位置数据,帮助官员识别需针对性监测或防控的区域。塔那那利佛大学昆虫学家安德里安亚菲·姆博拉蒂亚纳(Andrianjafy Mbolatiana)肯定该技术在马达加斯加的实用价值:"我们缺乏足够财力与人力监测疟疾等虫媒疾病,此技术能补充标准监测方法,助力检测和预防斯氏按蚊等危险入侵物种。"但他同时指出,许多马达加斯加土著居民缺乏智能手机或稳定网络,可能限制公众参与。
研究团队也承认明显局限:卡尼表示,"部分人 unaware 于公民科学应用的存在或科学家对蚊子照片的需求",其团队为此发起MosquitoesInAfrica.org活动以提升参与度。技术门槛亦是障碍,"为确保AI结果有效,照片必须使用60倍夹持镜头拍摄,因算法仅基于此类图像训练"。研究人员建议公共卫生机构支持公民科学家获取专用镜头并加强技术宣传。
人民药品联盟(The People's Medicines Alliance)全球健康顾问莫加·卡马尔-亚尼(Mohga Kamal-Yanni)强调,在非洲遭受国际援助削减重创之际,将工具直接交由社区掌控对基层疟疾防控至关重要。她向SciDev.Net表示:"数十年来非洲依赖外援应对疾病监测与控制,但援助削减留下巨大缺口,亟需通过公民科学家等新途径填补。"
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