Electro-optical remote sensing of insects for tropical development Elektro-optisk fjärranalys av insekter för tropisk utveckling Trots förekomsten av en lång rad andra problem är några av de allra största hindren för Afrikas utveckling förknippade med insekter. Myggburna sjukdomar, under samlingstermen malaria, är bland de mest kända problemen. Konsekvensen är ytterst dödlig, drabbar i hög grad barn och orsakar ett stort antal dödfödslar. Malaria leder till ett mycket stort antal sjukdagar och nersatt arbetsförmåga. Utöver malaria finns en mängd andra insektsrelaterade komplikationer, som helt eller delvist kan spolera boskapskötsel och lantbruk. Problem med insektssmitta och invaderande skadedjur drabbar i första hand den fattiga befolkningen på landsbygden och får därför förstärkt effekt. Läran om insekter, entomologi, bygger idag mestedels på studier av insekter infångade med håv eller i olika sorts fällor. Även om dessa metoder har gett stor kunskap om insekters morfologi och genetik på individnivå, har de också en mängd brister, speciellt för förståelsen av insektsmängd på landskapsnivå: Hur många fångas in av de som finns? Vilka arter, köns- och åldersgrupper fångas och med vilka proportioner? Är infångningen representativ? Hur långt flyger insekter i sina naturliga habitat och hur snabbt i relation till vind och väder? Vi är en sammansatt grupp forskare från de två Linné-programmen Centre for Animal Movement (CAnMove) och Lund Laser Centre (LLC) med specialkunskaper inom ekologisk entomologi resp. laser-radar-teknik. Vi har de senaste åren utvecklat optiska metoder för att räkna och klassificera insekter och flygriktingar på kilometerlånga avstånd med hjälp av teleskop och lasrar. Största delen insekter är flygande och kan således betraktas som luftpartiklar med en rad speciella egenskaper. Med de etablerade lasermetoderna för atmosfärsstudier har vi en unik möjlighet at bidra med ny kunskap om de mekanismer som orsakar några av de allvarligaste problemen på den Afrikanska kontinenten. Vår grupp har i mer än tjugo år arbetat och stött afrikanska forskare, bl.a. genom det internationella vetenskapsprogrammet ISP-SIDA, Uppsala. Som ett exempel utvecklade vi på en workshop 2012 vid det intenationella centret för insektsvetenskap, ICIPE i Nairobi, kompakta system för fjärranalys av insekter. Dessa finns nu på laboratorier i Senegal, Mali, Elfenbenskusten, Ghana, Burkina Faso och Kenya. Vi söker nu finansiering för en doktorandtjänst, med syftet att förbättra, kalibrera och använda dessa system på plats med lokala forskare med tillämpning på lokala problem. Under vinterhalvåret anordnas åtminstone en årlig tropisk fältkampanj där doktoranden, svenska och lokala fysiker och biologer deltar. Doktoranden kommer dessutom att ha tillgång till laser-radarutrustning av större komplexitetsgrad i Lund och hos internationella samarbetspartners. Sommartid kommer årligen en fältkampanj anordnas i Sverige i samarbete med svenska biologer. Denna aktivitet ger möjlighet att uppnå färdigheter och att testa avancerade koncept innan de implementeras i tropikerna. We apply for a PhD position in engineering physics, for the purpose of further development and field use of recently developed optical tools for remote insect monitoring. At least one tropical field campaign and one Swedish field campaign will be conducted each year. The focus of the campaigns will be on local problems in relation to insect transmitted diseases and agricultural pests, in collaboration with Swedish and local researchers. The 1-3 weeks field campaigns are followed by data evaluation, planning and improvement. During the campaigns the instrumentation, consisting of telescopes and compact diode lasers, is translated out in the natural habitat of insects. The systems are calibrated using spheres, controlled insect releases and stereo vision. Remotely recorded signals either arise from scattered sunlight or backscattered laser radiation. Sensors include spectrometers, quadrant detectors, linear and imaging CCDs. The information retrieved can include species, gender, age, position, heading, or payload. Data are evaluated with frequency analysis and chemometric methods. The project will contribute to the understanding of insect dispersal on landscape scales, which can diminish malaria and invasive agricultural pests. The improved monitoring tools and measures can improve living for the low-income rural population. The project will involve local African scientists for local continuation and will promote applied science for the benefit of the local society.