Brug af bier til at opdage bomber

I sidste uge havde forskere kl Los Alamos National Laboratory , i New Mexico, summede af resultaterne af en streng undersøgelse af sofistikerede bombedetektorer. Deres forskning tyder på, at indeholdte bier kan bruges til at identificere flygtige forbindelser som TATP, den primære anklage forbundet med sidste sommers terrorplan. Disse næstebølgedetektorer er yderst pålidelige og præcise og er billige at producere og nemme at træne.

Los Alamos-forskere ser på honningbier i deres søgen efter at bygge en bedre bombedetektor.

Entomologer har længe vidst, at honningbier kan trænes til at opdage mange dufte, herunder lugtfodsporene fra dødbringende sprængstoffer. Denne seneste forskning styrker disse resultater og foreslår en tilgang, der kan vise sig nyttig til at finde stoffer i befolkede områder.

Timothy Haarmann, hovedefterforsker af Los Alamos-projektet (officielt kaldet Stealthy Insect Sensor Project), siger, at han og hans kolleger trænede bier til at udvide deres snabel – rørformede organer, der bruges til at suge nektaren fra blomster – i nærværelse af sprængstoffer. Når snablen er forlænget, ser det ud til, at bien stikker tungen ud.

Træning af 50 bier kræver kun to eller tre timer ved at bruge denne traditionelle tilgang, som udnytter et insekts tiltrækning til sukkervand. Hvis du holder sukkervand op [til bier], stikker de deres snabel ud, siger Haarmann.

Ved at kombinere et målstof med sukkervand og derefter præsentere forbindelsen for bien, manipulerer forskerne insekterne til at genkende en tydelig lugt. Ved slutningen af ​​sessionen udvider veltrænede bier deres snabler mod sprængstoffer.

Bier trænet i én koncentration af damp genkender let lavere doser. Kemiker Robert Wingo, der arbejder på projektet, siger, at bierne viste sig at være mere følsomme end mange sofistikerede menneskeskabte enheder. De er i stand til at detektere TATP, og de instrumenter, jeg har til rådighed i laboratoriet, er ikke i stand til at detektere TATP, siger han.

Honningbier kan også plukke sprængstoffer ud af mere komplicerede buketter – som de utallige dufte, der omgiver et typisk menneske. Trænede bier kan identificere sprængstoffer, hvis lugte blev maskeret af lotioner, deodoranter under armene og tobaksprodukter, siger Wingo. Til vores store overraskelse er bierne i stand til at udvælge TNT i motorolie … Selv i nærvær af insektmiddel kan vi træne dem til at opdage TNT.

I Haarmanns system er bierne indeholdt i rør, så deres snabler nemt kan overvåges. Desværre holder en indeholdt bi kun omkring to dage. Vi oplever, at man efter cirka 48 timer begynder at få en høj dødelighed, siger Haarmann. Det er hårdt for dem at være indespærret. Plus, ikke alle bier viser sig at være op til opgaven med at opdage sprængstoffer. Ligesom hunde er nogle af insekterne mere vellykket trænet end andre. Vi kan godt lide at tænke på bier som disse fine små robotter, men der var visse bier, der klarede sig bedre end andre, siger Haarmann.

Jerry Bromenshenk, en forsker ved University of Montanas afdeling for biologiske videnskaber, er en af ​​pionererne inden for bidetektionssystemer. Han har trænet bikolonier til at opdage sprængstoffer, meth-laboratorier og døde kroppe, men han bruger en anden tilgang. Bromenshenk arbejder primært med fritflyvende bier, der får lov til at færdes i store, udendørs rum. Når bierne opdager målduften, har de en tendens til at sænke farten og kredse om området. Ved hjælp af lyd-, video- og lasersystemer kan Bromenshenk og kolleger analysere flyvemønstrene for tusindvis af trænede bier og producere et tæthedskort, der angiver de mest sandsynlige placeringer af målstoffet. Med titusindvis af bier, der søger, kan de hurtigt sejle et område på en kilometer.

Men Bromenshenk siger, at Haarmanns bee in a box-tilgang stadig har sin plads.

Fritflyvende bier fungerer ikke godt i lufthavne, siger han.

Jim Tumlinson, en entomolog og direktør for Center for Chemical Ecology, ved Pennsylvania State University , siger, at den største barriere for at rekruttere rigtige insekter som banebrydende sensorer er at finde en praktisk måde at bruge denne adfærd på.

Tumlinson, som ikke arbejdede på Los Alamos-projektet, har forsket i biomekanismerne af snavsnudebiller og snyltehvepse. Han ser mere potentiale i en biomemetisk tilgang, hvor forskere henter inspiration fra naturen til at udvikle menneskeskabte systemer. I øjeblikket arbejder han sammen med et tværfagligt team af forskere, der udvikler en mekanisk sensor, der efterligner driften af ​​et insekts antenne.

At flytte fra laboratoriet til den virkelige verden kan introducere komplicerede forhindringer, siger han. Hvis du er i laboratoriet, kan du få disse insekter til at reagere ret pålideligt, siger Tumlinson. I enhver marksituation er forholdene svære at kontrollere. Det bliver meget sværere. Men, siger han, den høje følsomhed af disse insekter er for fascinerende til at ignorere.

Det er meget fristende at tro, vi kan gøre noget ved det, og det kan vi måske, siger han. Vi er i gang med at lære så meget som muligt om, hvordan naturlige systemer fungerer.

Haarmann og hans hold gennemførte feltforsøg, og han mener, at en bi-drevet bombedetektor måske kun er et år væk. Han forestiller sig fjernstyrede robotter på slagmarker, der er i stand til at transportere en lille hær af honningbier til en formodet IED (improviseret sprængstof) eller bilbombe. Hvis bierne stikker tungen frem, er en bombe tæt på.

Man mister et par bier, og det er foruroligende for mig, siger Haarmann, der holder sine egne bistader og plejede at undervise i biavl i Sydamerika. Men jeg er den eneste, der er forstyrret.

Wingo, som aldrig havde arbejdet med bier før dette projekt, vurderer, at han modtog hundredvis af stik i løbet af den 18 måneder lange forskningsindsamlingsperiode. Det har vist sig at være ekstraordinært interessant, siger han, men at blive stukket er ikke sjovt.

skjule