Несмотря на все усилия ВОЗ (Всемирной организации здравоохранения), малярия по-прежнему остается одним из самых смертельных заболеваний. Группа швейцарских разработчиков приготовила малярийным комарам неприятный сюрприз.
Услышав «З-з-з-з-з!», я почти рефлекторно поднимаю руки, чтобы отогнать или прихлопнуть назойливого комара. И сразу же с дрожью опускаю их: я чуть не сломал одно из устройств, разработка которого обошлась в многие миллионы долларов. Это устройство должно помочь окончательно побороть одного из самых массовых мировых убийц — малярию. Точнее, малярийного комара Anopheles.
Досье убийцы
Малярия, несмотря на давнюю историю сосуществования с человеком, и сейчас остается одним из самых распространенных заболеваний. По данным ВОЗ, в 2012 году малярией заразились более 200 млн (!) человек, и она стала причиной почти 700 000 смертей, причем 70% умерших — это дети до пяти лет. Согласно ежегодному докладу ВОЗ о малярии (World Malaria Report 2013), в малярийной группе риска находится почти половина населения планеты — 3,4 млрд человек, из них в группе высокого риска — 1,2 млрд. Неудивительно, что борьба с малярией ведется на всех фронтах: это и репелленты, и препараты для борьбы с возбудителями болезни — внутриклеточными паразитами рода Plasmodium, и попытки (пока не слишком успешные) разработать противомалярийную вакцину. Признавая свое бессилие, ВОЗ даже выборочно разрешила использование давно запрещенного инсектицида — печально знаменитого ДДТ — для обработки помещений в местах, эндемичных для малярийных комаров.
Капиллярный «хоботок» для дозаправки из магниевого сплава. Внутренний просвет хоботка обработан плазмой для создания специального рельефа поверхности с высокой смачиваемостью и покрыт тончайшим слоем золота для предотвращения коррозии.
Личные счеты
У Жерара Нуиле, руководителя Института систем автономного управления (ZKTH) в швейцарском Университете Майнцига (MH), есть личные причины бороться с малярией. Когда он был ребенком, его отец, работавший в одной из миссий ООН в Габоне, заразился малярией и с трудом выжил. Поэтому Жерар с детства мечтал стать врачом, хотя жизнь сложилась по-другому: он стал специалистом по микроэлектромеханическим системам (MEMS). В 1990-х его пригласили на работу в швейцарский Майнциг, где работали над созданием сверхмалых автономных летательных аппаратов. Как вспоминает Жерар, слово «сверхмалый» в то время означало немного другое — размах крыла в 5−10 см. Конечно, никакая борьба с малярией в список задач MH ZKTH, который со временем стал одним из мировых лидеров в области микро-БПЛА, не входила. Однако в 2004 году, когда технология MEMS-устройств уже сделала возможной разработку летательных аппаратов миллиметровых размеров, один из инженеров дал прототипу имя Anopheles. «Название словно бы подняло из глубин памяти мою детскую мечту, — говорит Жерар. — И вот тогда я подумал: пока врачи борются с возбудителями болезни и ее последствиями, почему бы нам не побороться с ее распространителями — самими малярийными комарами?»
Крыло «истребителя москитов» представляет собой сверхтонкую (толщиной всего 200 нм) пленку из майлара, армированную углеродными нанотрубками и «натянутую» на каркас из углеродных нанотрубок с помощью методов нанотехнологической самосборки.
Гонка вооружений
Успехи медицины по лечению и предотвращению малярии пока довольно скромны (во всяком случае для большинства африканских стран). Основной метод борьбы — уничтожение малярийных комаров с помощью инсектицидов, а также меры индивидуальной защиты, такие как репелленты и противомоскитные сетки. Несмотря на все усилия, победить комаров в массовом масштабе не удается, а локальные меры, по своей природе пассивные, не дают 100%-ной гарантии. Несколько лет назад стартовали проекты создания трансгенных бесплодных или устойчивых к малярии комаров, которые могли бы вытеснить обычных в дикой природе.
Есть и более экзотические проекты. Знаменитая венчурная компания Intellectual Ventures, основанная в 2000 году Натаном Мирволдом, бывшим директором по технологиям компании Microsoft, в 2009 году анонсировала систему Photonic Fence, своеобразный гибрид «домашней ПВО» и системы СОИ, которая в радиусе 30 м обнаруживала и с помощью УФ-лазера поражала комаров, пережигая им крылья. Однако эксперты раскритиковали эту систему, поскольку она слишком дорогая и к тому же потребляет много энергии. Последний фактор составляет большую проблему для тех стран, где свирепствует малярия: как правило, электропитание там, мягко говоря, нестабильно, а в некоторых местах и вовсе отсутствует.
В 2013 году ВОЗ зарегистрировала случаи заражения малярией в 97 странах. Темным цветом показаны страны, где существует наибольший риск заражения этой болезнью.
Истребитель москитов
«Подобно тому, как американские военные отказались от СОИ в пользу более старых добрых ракет, мы пошли более традиционным путем. Существует известная поговорка "Если хочешь поймать вора — найми другого вора", и мы решили создать микроскопический беспилотник, который мимикрировал бы под малярийного комара», — говорит Жерар Нуиле, демонстрируя сидящего на своем пальце «комара». Сквозь лупу, конечно, можно заметить мелкие отличия, но в полете они не видны. Команде разработчиков MH ZKTH удалось, казалось бы, невозможное — они смогли построить микроскопический автономный БПЛА, способный самостоятельно патрулировать территорию в сотни квадратных метров, причем как в одиночку, так и группами. В последнем случае программное обеспечение позволяет распределять территорию так, чтобы БПЛА не мешали друг другу, и никакой суперкомпьютер для этого не нужен — достаточно обычного смартфона (для передачи команд используется протокол Bluetooth 4.0 LE с низким энергопотреблением).
<"