Animals generate sounds for many biological functions from mating to finding food. The ability to use inexpensive, non-intrusive sensors to gain valuable insights about the biology of animals is a promising application area for information and communication (ICT) research. In this thesis, we focus on the acoustic classification of flying insects in support of entomological research related to public health monitoring and control.
This thesis describes how we can develop smart sensors capable of monitoring insects to control their development as well as to analyze their habitat and identify which areas are most affected. The focus of this work was on mosquito detection, although we are interested in the general problem of flying insect detection, and identification. Mosquitos are the most common vector for disease-causing viruses and parasites. They are estimated to transmit various types of diseases to more than 700 million people annually in all continents.
A prototype acoustic insect flight detector was built from an analog microphone coupled to a digital sound recorder capable of recording and providing real-time data as well as some environmental parameters over common wireless networks. The system was placed in several points of interest identified by the public health administration institute of Madeira Islands and already monitored using traditional mechanical traps. The sensors collected several hours of ambient sound recordings that were further analyzed to detect the feasibility of the acoustic sensing approach to detect and identify mosquitos.
Our results show the practical feasibility of this low-cost, non-intrusive approach for monitoring mosquitos in places requiring vector monitoring aimed at mosquito control or eradication.Os animais geram sons para muitas funções biológicas desde o acasalamento até encontrar comida. A capacidade de usar sensores baratos e não intrusivos para obter informações valiosas sobre a biologia dos animais é uma área de aplicação promissora para a investigação. Nesta tese, concentramo-nos na classificação acústica de insetos voadores em apoio à pesquisa entomológica relacionada com a monitorização e controlo de saúde pública.
Esta tese descreve como podemos desenvolver sensores inteligentes capazes de monitorizar insetos para controlar o seu desenvolvimento e analisar o seu habitat bem como identificar quais as áreas que são mais afetadas. O foco deste trabalho é sobre a deteção de mosquitos, embora estejamos interessados no problema geral de deteção de insetos voadores e a sua identificação. Os mosquitos são o meio mais comum para transmissão de vírus e parasitas causadores de doenças. Atualmente estima-se que estes insetos transmitam vários tipos de doenças a mais de 700 milhões de pessoas por ano em todos os continentes.
O protótipo de deteção de voo para insetos através de sensores acústicos foi construído a partir de um microfone analógico acoplado a um gravador de som digital capaz de gravar e fornecer dados em tempo real, bem como alguns parâmetros ambientais em redes sem fio comuns. O sistema foi colocado em vários pontos de interesse identificados pelo instituto de administração de saúde pública da Ilha da Madeira, onde a monitorização é realizada usando armadilhas mecânicas tradicionais. Os sensores recolhem várias horas de gravações de som ambiente que foram analisadas para verificar a viabilidade desta abordagem de deteção acústica para detetar e identificar mosquitos.
Os resultados mostram a viabilidade prática dessa abordagem de baixo custo e não intrusiva para a monitorização de mosquitos em locais que requerem a constante monitorização de vetores destinados ao controlo ou erradicação de mosquitos
