La malaria è un’antica malattia che continua a devastare alcune delle comunità più vulnerabili del mondo. Nel 2019, circa 409.000 persone sono morte dopo averlo contratto, con bambini di età inferiore ai cinque anni che rappresentano il 67% di quelle vittime. Il 90% dei casi si trova nell’Africa subsahariana.
La malattia si trasmette attraverso le punture delle femmine di zanzara anofele infette. Fino a quando non verrà sviluppato un vaccino con un’efficacia estremamente elevata, fermare quelle zanzare è la chiave per fermare la diffusione. Negli ultimi decenni, l’irrorazione di insetticidi all’interno e l’uso di reti da letto trattate con insetticidi hanno contribuito a ridurre costantemente la trasmissione. Ma i progressi sono rallentati poiché le zanzare hanno acquisito resistenza agli insetticidi. È diventata una corsa agli armamenti tra i programmi di controllo della malaria e le popolazioni di zanzare che stanno combattendo.
Ora, c’è speranza che la tecnologia dei droni possa fornire dati preziosi per supportare gli sforzi di prevenzione.
Gestione delle sorgenti larvali
Un secondo approccio per controllare la trasmissione della malaria mira a interrompere il ciclo di vita delle zanzare e impedirne la riproduzione. La gestione delle sorgenti larvali (LSM) aggira il problema della resistenza agli insetticidi modificando invece l’ambiente. Le zanzare depongono le uova nell’acqua. Se eviti che l’acqua si accumuli o la tratti con larvicidi, il numero di zanzare infette può essere ridotto.
Tuttavia, trovare siti larvali di zanzara non è facile. Il processo è complicato da diverse specie di zanzare che hanno preferenze di habitat differenti. Alcuni preferiscono riprodursi in specchi d’acqua permanenti con vegetazione emergente, altri preferiscono pozze transitorie e più piccole di acqua stagnante. I corpi idrici permanenti sono abbastanza facili da trovare. Ma le macchie stagionali di acqua stagnante cambiano a seconda del tempo.
Tutto ciò spiega perché il più grande ostacolo a un LSM efficace è la questione di dove e quando dovrebbero essere messi in atto gli interventi. Per anni, è stato visto etichettato come un’opzione poco pratica a causa del tempo e dei costi coinvolti.
In genere, gli sforzi di LSM sono guidati da dati raccolti manualmente o con l’aiuto di immagini satellitari. Il primo è costoso e richiede tempo, mentre il secondo è privo di dettagli e immediatezza. Ora, i droni hanno un ruolo da svolgere nel rendere la ricerca di habitat larvali più rapida ed economica che mai.
Arruolare droni per LSM: il progetto Maladrone
Dal 2018, i ricercatori del dipartimento di biologia vettoriale della Liverpool School of Tropical Medicine e del programma di ricerca clinica Malawi-Liverpool-Wellcome Trust utilizzano i droni per raccogliere dati a Kasungu, in Malawi. Combinando immagini aeree e classificazione basata sugli oggetti, il team di Maladrone ha confermato che gli orthomosaici possono essere utilizzati per identificare le caratteristiche ambientali associate agli habitat delle larve di zanzara.
I dati aerei sono stati valutati insieme ai risultati delle indagini manuali sulle larve, che hanno permesso al team di collegare ciò che è stato trovato a terra a ciò che si poteva vedere dall’alto. Utilizzando la classificazione basata sugli oggetti, il team di Maladrone ha tentato di addestrare algoritmi di classificazione per classificare le aree all’interno delle mappe ortomosaiche prodotte e, a loro volta, evidenziare le posizioni che potrebbero essere siti di riproduzione delle zanzare. Il processo ha consentito ai ricercatori di identificare quali parti dei serbatoi contenevano la vegetazione acquatica associata alle larve di zanzara e di trovare minuscole pozze nell’area circostante.
A causa delle sfide tecniche nell’acquisizione e nell’analisi dei dati dei droni tra il 2018 e il 2020, il progetto Maladrone da allora ha adattato il suo approccio. L’acquisizione delle immagini e la generazione dell’ortomosaico sono state ora esternalizzate, lasciando al team più tempo per analizzare i dati.
“Abbiamo dimostrato i droni e le tecniche di sorveglianza delle zanzare che stavamo impiegando nel progetto e spiegato perché stavamo facendo quello che stavamo facendo. Quindi, mentre i droni hanno ancora attirato l’attenzione durante i sondaggi di mappatura, le comunità in cui stavamo lavorando erano molto a loro agio con loro”.
Alexander DC Mtambo è un pilota di crowddroning per GLOBHE. Ha acquisito i dati per il progetto Maladrone e ritiene che l’introduzione della tecnologia più recente nelle comunità rurali potrebbe avere un profondo impatto sulle generazioni future.
“Lo vedo ogni volta che volo in questi villaggi locali”, dice. “Quell’esposizione è fantastica. Potremmo non sapere mai quale ispirazione stiamo fornendo ai bambini lì. Persone fantastiche possono uscire da questi posti. Ogni volta che esco in volo, mi assicuro di trascorrere del tempo con i bambini e di mostrare loro cosa sto facendo”.
L’importanza di un ambiente normativo favorevole
Il progetto Maladrone ha beneficiato enormemente della possibilità di operare all’interno del Corridoio umanitario dei droni del Malawi, un’iniziativa lanciata dal governo del Malawi e dall’UNICEF nel 2017 per testare l’uso dei droni a fini umanitari. Finora è stato un potente proof-of-concept e ha consentito una serie di applicazioni innovative per droni.
“Il corridoio umanitario dei droni è stato assolutamente cruciale per l’avvio di questo progetto”, spiega il dottor Stanton, che a quel punto stava effettuando ricerche con i droni in Malawi per la prima volta.
“Il corridoio dei droni è stato un gateway per comprendere le normative e i processi del Malawi, introducendomi anche a una comunità di esperti in questo settore. Questo ci ha dato la fiducia per avviare progetti altrove in Malawi. Il collegamento con il corridoio dei droni ha anche contribuito ad alleviare le preoccupazioni dei finanziatori e dei comitati di revisione etica in merito alla privacy e alla sicurezza, dato che i droni sono ancora una componente molto nuova della ricerca medica”.
Vaccini, automazione LSM e il ruolo dei droni in futuro
Raccogliere dati sulle zanzare e agire su di essi sono due cose molto diverse. E può darsi che i droni possano essere una soluzione per entrambe le sfide.
Nel 2019, i droni DJI Agras MG-1S modificati hanno supportato un programma pilota innovativo in Tanzania da Anti-Malaria Drones. Il team ha spruzzato un sistema di risaie con Aquatain, un agente di controllo biologico. Piuttosto che agire come un pesticida convenzionale, la sostanza copre l’acqua stagnante con un rivestimento sottile che impedisce alle zanzare adulte di emergere.
I risultati sono stati estremamente promettenti. I campi spruzzati di acquatain hanno visto una riduzione di quasi il 90% delle zanzare adulte emergenti per più di un mese dopo. I droni sono anche un’opzione per la distribuzione di pesticidi tradizionali. Con questi risultati in mente, è facile immaginare un futuro in cui i droni svolgono un ruolo centrale nella mappatura delle posizioni target e nella fornitura di misure preventive di prossima generazione.
Non sorprende che il team di Maladrone abbia preso in considerazione un approccio congiunto. “Una delle motivazioni per Maladrone era utilizzare le informazioni che abbiamo raccolto per informare i programmi di controllo della malaria su come indirizzare al meglio i loro interventi”, afferma il dottor Stanton.
Ci sono diverse modifiche ambientali che possono essere introdotte per prevenire lo sviluppo delle zanzare. Questi rientrano nell’ambito della gestione delle sorgenti larvali (LSM) e possono includere l’irrorazione di sostanze chimiche nei corpi idrici.
“A causa della laboriosità di questo compito, in particolare in ambienti caldi e di difficile accesso, i droni possono avere un ruolo da svolgere sia nell’identificazione che nel trattamento successivo dell’habitat larvale. Uno dei feedback principali che abbiamo ricevuto dalle comunità in cui abbiamo lavorato a Kasungu è che ora sono ansiose di vedere la nostra ricerca iniziale tradursi in azione. Condividiamo questo entusiasmo e stiamo attualmente cercando ulteriori finanziamenti per cercare modi per ridurre le popolazioni di zanzare in queste aree, inclusa l’irrorazione supportata dai droni”.
Potresti aver visto titoli recenti su un vaccino rivoluzionario. Promette di avere un enorme impatto sui tassi di mortalità infantile nell’Africa subsahariana, dove più di 260.000 bambini di età inferiore ai cinque anni muoiono di malaria ogni anno. Si prevede che il vaccino RTS,S per bambini salverà innumerevoli vite, ma non è un proiettile d’argento e deve essere utilizzato insieme ad altre misure.
“Non esiste un’unica soluzione per ‘risolvere’ la malaria”, spiega il dottor Stanton. “Le notizie sul vaccino sono fantastiche e dovrebbero avere un impatto sulla trasmissione in un futuro non troppo lontano, ma questo non è il momento di togliere il piede dall’acceleratore, poiché quell’errore è già accaduto”.
La lotta alla trasmissione della malaria è particolarmente impegnativa di fronte ai cambiamenti ambientali. Gli habitat delle zanzare sono dinamici, cambiano con le stagioni e come risultato dell’interferenza umana. Gli interventi utilizzati possono avere un impatto sui modelli di trasmissione. Con questi pali in costante movimento, la necessità di comprendere e indirizzare gli “hotspot” di trasmissione è una priorità.
“La sorveglianza è la chiave per questa comprensione, ed è qui che i droni e altri sistemi automatizzati hanno il potenziale per contribuire”, afferma.
I droni DJI della serie Matrice 300 RTK con payload Zenmuse L1 sono i più utilizzati nelle operazioni aziendali insieme al DJI Phantom 4 RTK che con un costo più basso permette di avere delle mappe ortomosaiche precise.