JP4728579B2

JP4728579B2 - 昆虫を用いた匂いの検出

Info

Publication number: JP4728579B2
Application number: JP2003556767A
Authority: JP
Inventors: デイビス，ポール・ジェームス; ウォダムズ，レスター; ベイリス，ジャスティン・シェルドン
Original assignee: インセンティネル・リミテッド
Priority date: 2001-12-22
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2022-12-20
Also published as: ES2280604T3; JP2005513495A; CA2477722A1; CA2477722C; IL162525A; EP1456641B1; ATE352782T1; IL162525A0; WO2003056292A2; DE60217909T2; AU2002358218A1; US20050009444A1; EP1456641A2; DE60217909D1; US7237504B2; WO2003056292A3

Description

発明の分野
この発明は匂いの検出に関し、特定の対象の匂いを検出するための装置および方法に関する。

発明の背景
犬などの動物が匂いに対して優れた感度を有することは公知であり、犬は人よりも最大で２００倍も感度の高い嗅覚を有する。このような動物は、特定の検出可能な方法で特定の匂いに反応するよう訓練することができる。訓練された捜索犬は、たとえば、爆発物、違法薬物などを検出するために用いられる。

昆虫は匂いに対してはるかに優れた感度を有し得、かつ、ガスクロマトグラフィを含む最良の物理学的技術よりも感度が高く、ことによると、１０^-18モルまでの極めて低いレベルで存在する匂いを放つ材料に対して感度が高いことも公知である。ミツバチ、スズメバチ、ガ、アブラムシなどを含む昆虫は、たとえば触角における電気信号を測定すること（触角電図法）、または吻伸展などの体の動きを観察することにより、検出可能な態様で特定の匂いに高い精度および特定性で反応するよう訓練または調整され得る。たとえば、餌を集めるミツバチ（セイヨウミツバチの種）を、特定の対象の匂いに対し調整して、容易に認識可能な反射的な吻伸展反応をさせることができる（たとえば、Pham-Delegue M.-H., Bailez O., Blight M.M., Masson C., Picard-Nizou A.およびWadhams L.J.による「ミツバチ（セイヨウミツバチ）による菜種油の揮発性の行動識別」（1993）（“Behavioural Discrimination of oilseed rape volatiles by the honeybee apix mellifera L.”Chem. senses 18：483-494）を参照されたい）。

従来、この種類の昆虫の反応は、たとえば実験の目的で、一般に実験室でのみ観察されてきた。昆虫は頑丈ではないので、実験室以外の状況で用いるために処理かつ搬送する際に実質的な問題が生じる。

この発明は、昆虫が匂いを感知する能力をより広く利用かつ活用しやすくすることを目的とする。

発明の概要
この発明の一局面に従って、特定の対象の匂いを検出するための装置が提供され、この装置は、予め定められた位置で少なくとも１匹の昆虫（好ましくは２匹以上の昆虫）を収容するための取外し可能な保持ユニットを受入れる手段を有する検出器ユニットを含み、当該検出器ユニットは、検出器ユニットに受入れられた取外し可能な保持ユニットを含み、さらに、上記装置は、取外し可能な保持ユニットにおける昆虫を、テストすべき気体のサンプルにさらすための手段と、サンプルに対する昆虫の反応を観察し、これにより対象の匂いを示す反応を検出することを可能にするための手段とを含む。

装置を使用する際に、検出可能な態様で対象の匂いに反応する少なくとも１匹の昆虫（好ましくは２匹以上の昆虫）を収容する保持ユニットは、検出器ユニットに関連付けられる。テストすべき気体のサンプルが、保持ユニットにおける昆虫にさらすために装置に供給される。昆虫は、対象の匂いを示す反応を観察され、こうして、対象の匂いがサンプル
に存在するか否かについての判断が可能となる。

匂いを検出するために用いられる昆虫は、便宜的にはハチ、特に餌を集めるミツバチ（セイヨウミツバチの種）である。上述のように、ハチは、特定の対象の匂いに対して反射的な吻伸展反応をするよう、たとえば公知の態様で調整され得る。吻伸展反応は、たとえばドップラーレーダ、画像分析技術などの公知の技術によって観察することができる。ハチは、極めて優れた匂い識別特性を有し、たとえば、包まれた煙草と、包んでいる材料と、包まれていない煙草とを区別することができ、極めて正確な匂い検出が可能である。ハチはまた、極めて低レベルの匂いに対しても感度が高く、捜索犬よりも感度が実質的にはるかに高く、極めて低レベルの特定の匂いを確実かつ正確に検出することが可能である。スズメバチを含む他の昆虫も、特定の匂いに反応するよう同様に調整することができる。

或る匂いに対する活用可能な生得の反射反応を有し得る昆虫も存在し、こういった昆虫は調整を必要としない。

保持ユニットにおける単一の昆虫で有用な結果を得ることができるが、信頼性のためには、保持ユニットにおいて２匹以上、典型的には３〜８匹の昆虫を用いることが好ましい。

保持ユニットは検出器ユニットの一部ではないが、取外し可能にそれに関連付けられるので、この保持ユニットを用いて、その中に収容された昆虫を、昆虫が飼育かつ調整される第１の場所から、検出器ユニットが配置される（ことによると、地理的には第１の場所から離れた）第２の場所における使用地点に搬送することができる。検出器ユニットは、使用する地点において永久的または半永久的に固定されてもよく、または携帯可能なユニットの形態であってもよい。

保持ユニットは携帯可能であり、すなわち、このユニットは、中に昆虫を収容した状態で１つの場所から別の（恐らくは、地理的に離れた）場所に搬送されるよう設計かつ適合される。保持ユニットは、中に収容される昆虫に損傷を与えることなく搬送できるよう適度に堅固である。

こうして、この発明は大量生産を可能にし、ことによると、所望の場合、第１の場所での昆虫の調整を可能にし、昆虫は、従来不可能であった方法で第２の場所における意図された使用地点まで保持ユニットに入れて搬送される。場合によっては、昆虫を第２の場所で調整することが望ましいことがある。

この発明はまた、その範囲内で、関連付けられた保持ユニットと組合せた、上述に規定される検出装置を含む。保持ユニットは、望ましくは、その中に、この保持ユニットと検出器ユニットとに対して予め定められた位置で少なくとも１匹の昆虫（好ましくは２匹以上の昆虫）を収容している。

さらなる局面では、この発明は、予め定められた位置で少なくとも１匹の昆虫（好ましくは２匹以上の昆虫）を収容するための保持ユニットを提供し、この保持ユニットは、保持ユニットにおける昆虫をテストすべき気体のサンプルにさらし、サンプルの反応を観察し、これにより対象の匂いを示す反応を検出するために、検出器ユニットに取外し可能に関連付けられるよう適合される。保持ユニットは、好ましくは、その中に、対象の匂いに対して検出可能な態様で反応する少なくとも１匹以上の昆虫（好ましくは２匹以上の昆虫）を収容している。

保持ユニットは、望ましくは、保持ユニットに配置される昆虫のための生命維持手段を
含むか、またはこの生命維持手段が関連付けられており、この生命維持手段は、典型的には、ハチに対しスクロース溶液などの栄養分を供給するための手段を含む。このようにして、保持ユニットに配置される昆虫は、長期間に亘り、たとえば運搬および使用の際に、たとえばハチの場合には最大約７日まで維持され得る。

保持ユニットが栄養分を供給するための手段を有することは必ずしも必要ではない。たとえば、ハチは２４時間毎に１度だけ給餌すればよく、このため、たとえば温度、湿度などの環境条件が適切であれば、餌なしで最高２４時間までの運搬に耐えることができる。保持ユニットが栄養分を供給するための手段を含まない場合、代わりに、検出器ユニットは、好ましくは、栄養分を供給するための手段を含むか、またはこの手段が関連付けられている。検出器ユニット内の環境条件、たとえば温度、湿度などは、昆虫にとって適切であるべきである。

保持ユニットは、好ましくは、支持部、搬送体またはハウジング、および１つ以上の取外し可能な昆虫ホルダを含み、各々は、予め定められた位置において特定の種類のそれぞれの昆虫を保持する。保持ユニットは、典型的には、たとえば支持部上に線形または（部分的に）円形の配列に構成された複数の、たとえば３〜８つの類似の昆虫ホルダを含む。

検出器ユニットは、便宜的には、たとえば検出器ユニットにおける適切に構成されたアパーチャに配置可能な保持ユニットによって、取外し可能な態様で保持ユニットが中に受けられるよう適合される。

望ましくは、複数の類似の取外し可能な保持ユニットが、検出器ユニット、たとえば上述のように複数の類似のアパーチャを含む検出器ユニット、に同時に関連付けられてもよい。別々の保持ユニットが各々、様々な特定の対象の匂いに反応する１匹以上の昆虫（好
ましくは少なくとも２匹の昆虫）を収容し得るので、検出器ユニットおよび関連付けられる保持ユニットを用いて、ことによると同時に、単一の気体サンプルにおける複数の異なった対象の匂いを検出することができる。

検出器ユニットにおける保持ユニット内の昆虫を、テストすべき気体のサンプルにさらすための手段は、好ましくはダクト手段を含み、望ましくは、さらに、昆虫を通り過ぎる気体の流れを作り出すための手段、たとえばファン手段または吸引手段を含む。

ダクト手段は、好ましくは、関連する昆虫に対し局所的な乱流として気体を供給するための、端部が鐘型の１つ以上の管（テストされる昆虫毎に１つ）で終端をなす。

テストすべき気体のサンプルは、捜索犬によってテストするためのサンプルを得るために現在用いられているような公知の技術を用いて、たとえばコンテナ車、貨物輸送コンテナなどの内部から得られてもよい。サンプルは、直ちにテストするために検出器ユニットに直接供給されてもよく、または、後でテストするためにコンテナに保管されてもよい。

サンプルに対する昆虫の反応を観察するための手段は、便宜的には、たとえばＣＣＤカメラを用いる好適な画像分析機器を含む。昆虫は保持ユニットにおいて予め定められた位置に保持されるので、昆虫の特定の部分、たとえばハチの吻、の位置が同様に予め定められて観察が容易となる。

さらす手段と観察する手段とは、便宜的には検出器ユニットの一部を形成する。

検出器ユニットは、便宜的には、その中で昆虫を照らすための光源、たとえば１つ以上のＬＥＤの配列を含む。ハチを照らすには赤色光を用いるのが好ましい。ディフューザが
、さらに照らすために光源と昆虫との間に便宜的に設けられる。（使用する際に）保持ユニットおよび昆虫の後方および傍にある検出器ユニットの面は望ましくは、薄い色、たとえば白色であって、観察手段、たとえばＣＣＤカメラによって昆虫を見ることができるようコントラストをなす背景を提供する。観察手段は、好ましくは、使用する際には検出器ユニットにおいて垂直であり、昆虫の上方にある。

好適な表示手段および／または記録手段は、望ましくは、観察の結果を表示および／または記録するために観察手段と関連付けられる。

保持ユニットは便宜的には再利用可能である。この場合、特定の検出器ユニットで使用した後、保持ユニットおよびその上に配置される昆虫は、第１の場所または類似の場所に戻され得る。使用済の昆虫は、リタイアさせるかもしくは解放されてもよく、またはさらに用いるために再調整されてもよい。これは、昆虫が概して使い捨てるものとして取扱われ、１回使用した後、しばしば衰弱または死んだ状態で廃棄される先行技術とは対照的である。戻された保持ユニットは、同じ検出器ユニットまたは類似の検出器ユニットに供給するために、さらなる昆虫を中に収容することにより再利用することができる。

さらなる局面では、この発明は、１つ以上の特定の対象の匂いを検出するためのシステムを提供し、このシステムは複数の検出器ユニットを含み、各ユニットは、予め定められた位置で少なくとも１匹の昆虫（好ましくは２匹以上の昆虫）を収容するための保持ユニットが取外し可能に関連付けられるよう適合され、各検出器ユニットは、関連付けられた保持ユニットにおける昆虫をテストすべき気体のサンプルにさらすための手段と、サンプルに対する昆虫の反応を観察してこれにより対象の匂いを示す反応を検出することを可能にする手段とを含むか、またはこれら手段が関連付けられており、上述のシステムはさらに複数の保持ユニットを含み、保持ユニットおよび検出器ユニットは交換可能であり、いずれの保持ユニットもいずれの検出器ユニットと使用可能である。典型的には、保持ユニットは類似しているかまたは同一である。

このようにして、昆虫は、昆虫を飼育し、ことによると調整も行なうための１つ以上の第１の場所からシステムにおけるいずれかの検出器ユニットへと、保持ユニットに入れて供給することができる。同様に、使用後、保持ユニットは、システムにおけるいずれかの検出器ユニットへの起こり得る再供給のために、再生利用するべく第１の場所に戻すことができる。

この発明は、税関のために煙草、違法薬物などの隠された物品や、安全確保のために爆発物の検出、医療診断学、食品の品質および安全性、法医学などを含む広範囲の分野において可能な適用例を見出す。

さらなる局面では、この発明は、特定の対象の匂いを検出する方法を提供し、この方法は、第１の場所で、保持ユニットにおいて予め定められた位置で少なくとも１匹の昆虫（好ましくは２匹以上の昆虫）を収容するステップと、保持ユニットとその中に収容された昆虫とを検出器ユニットが配置される第２の場所に搬送するステップと、第２の場所で保持ユニットを検出器ユニットに受入れるステップとを含み、この検出器ユニット内の昆虫は検出可能な態様で対象の匂いに反応し、上述の方法はさらに、テストすべき気体のサ
ンプルに昆虫をさらすステップと、サンプルに対する昆虫の反応を観察し、これにより対象の匂いを示す反応を検出するステップとを含む。

第１の場所は、典型的には、昆虫が飼育され、ことによると特定の対象の匂いに反応するよう調整も行なわれる中心的な場所である。第２の場所は地理的に離れた使用地点であり、空港または海港、工場などにおける税関および物品税の検問所などのように固定された場所であってもよい。この場合、検出器ユニットは、永久的または半永久的に配置されてもよく、または携帯可能な検出器ユニットが配置される移動可能な場所にあってもよい。

昆虫は、代替的または付加的には、所望の場合、第２の場所で調整されてもよい。

保持ユニットおよび検出器ユニット内の状態は、運搬および使用の際に長期間に亘り、たとえばハチの場合には最高約７日まで昆虫の生命を維持するようなものであるべきである。

使用後、第２の場所において、ハチの場合には数日間、保持ユニットは検出器ユニットから取外されるかまたは分離され、好ましくは昆虫を収容するまで、昆虫を取扱うための第１の場所または類似の場所に戻される。そこでハチはリタイアさせるかもしくは解放されてもよく、または、ことによるとさらに使用するために再調整されてもよい。保持ユニットは、検出器ユニットに供給するために、その中に昆虫をさらに収容することにより同様に再利用され得る。

この発明は、例示のために、添付の図面に関連してさらに記載されるだろう。

図面の詳細な説明
図１〜図１１には、開閉式の射出成形型を用いて製造された、図１〜図３に図示の一体型ポリプロピレン成形物４０から作られたハチホルダの実施例が示される。成形物は、一体型ヒンジを構成する（図に概略的に示される）薄いウェブ４６によって連結される下方溝部分４２と上方蓋部分４４とを含む。

下方溝部分４２は、底壁４７、側壁４８および４９、ならびに前壁５０を含む。下方溝部分の後部は開いている。長手方向のリブ５１は底壁４７から上向きに延在する。側壁４８および４９は各々、段付きの構成であり、後に説明される、閉じるためのそれぞれの開口部５２および５４を含む。前壁はそこに円形の開口部５６を有し、中央スリット５８がそこから下向きに延在し、前壁の下方傾斜部分６０で終端をなす。それぞれの長方形の開口部６２および６４は、前壁においてスリット５８の両側に設けられる。

上方蓋部分４４は概して平面のカバー部材６５を含み、中に舌部６８が配置される中央開口部６６を備え、この舌部６８は、後に説明されるように、その自由端に隣接した、ホルダにおいてハチを捕らえかつ保持するためのあご７０を有し、こうして保持手段を構成する。１対のアーム７２および７４は蓋部分４４の下側面から垂直に延在し、各々は、閉じる目的で、開口部５２および５４において係合するためのそれぞれの外向きのフランジ部分７６および７８で終端をなす。概して三角形の１対のフィンまたは装着クリップ８０および８２が蓋部分４４の上面から垂直に延在し、クリップの隣接する内側面上にそれぞれ位置決めリブ８４および８６を備える。

ハチホルダ８７は、ヒンジ４６を中心にして部分４２および４４を互いの方に向かって回動させることにより成形物４０から作り出され、このため、蓋部分４４は、図４〜図１
１に図示のとおり溝部分４２に重なる。図８〜図１１はホルダにおけるハチを表わす概略図を含む。アーム７２および７４は、フランジ部分７６および７８が下方溝部分内で動き、さらに開口部５２および５４において係合できるよう十分に弾力的に変形可能であり、こうして、蓋部分４４を下方溝部分上の所定位置にスナップ嵌合で固定する（図６）。結果としてできるハチホルダは概して箱状の形態であり、全体の長さが１４ｍｍ、全体の高さが（直立した装着クリップを除いて）９ｍｍ、最大幅が９ｍｍ、より狭い下方部分の幅が７ｍｍである。ホルダは、下方部分の幅が５ｍｍである概して箱状のチャンバ８８を規定する。リブ５１の頂部とカバー部材６５（および舌部６８）の下側面とのクリアランスは５ｍｍであり、リブ５１の頂部とあご７０との間隔は３．５ｍｍである。リブ５１は幅が１．８ｍｍである。下方溝部分の開いた後部は、チャンバへの入口を構成し、前壁における（直径４ｍｍの）円形の開口部５６は、チャンバに配置されるハチのための頭部開口部を構成する。

使用する際に、餌を集めるミツバチ９０は、下方溝部分の開いた後部によって構成される入口を通り頭からチャンバ８８に挿入される。ハチは熟練した取扱者によって手作業で挿入されてもよい。代替的には、ハチは、チャンバの下流に適切に位置決めされる１つ以上の誘引物質を用いることにより、チャンバに入るよう誘き寄せられてもよい。ハチは、図７に示されるように、内部の断面形状がチャンバに類似した積込トンネルを通ってチャンバに入ってもよい。ハチがチャンバに入ると、舌部６８が、図８に示されるように上方に動き、あご７０をハチの腹部の背部と係合させるようにする。ハチが完全にチャンバに入り、その頭部９４が図９に示されるように、開口部５６から突き出た状態であるとき、舌部は、材料の弾力性のある性質のためにその元の位置に戻り、あご７０がハチの腹部の背部後方に配置され、こうして、ハチが入口を通ってチャンバから出るのを妨げる。このように、舌部およびあごは一方向の弁として機能して、ハチがチャンバに入ることを可能にするがそこから出るのを防ぐ。開口部５６は、ハチの体がチャンバにおいて保持されるように、ハチの頭部は通るがその体が通れないよう適切に寸法決めされる。こうして、あご７０が保持手段として機能する。チャンバ８８は、中にハチを収容するのに十分な空間を提供しつつ、ハチが向きを変えたりその頭部をチャンバ内に引込めたりするのを妨げるような寸法にされる。リブ５１はチャンバにおけるハチの方向付けを助け、リブ上にハチの体の下側面を載せることができ、ことによるとハチの２対の後ろ脚がリブの両側をつかみ得る。ハチの対の前脚は、チャンバにおけるハチの方向付けをさらに助ける開口部６２および６４を通り得る。ハチの羽は、チャンバ８８のわずかにより広い上方領域において無理なく収容される。

ハチをホルダにおいて抑制した状態で、頭部、特に図１１に示される吻の伸展９６を観察することができ、ここではスリット５８が、チャンバの外側への吻伸展を容易にし、そうしてその吻伸展の観察を容易にするよう位置決めされている。

観察が終了すると、蓋部分４４が下方溝部分４２から遠ざかるようにヒンジ４６を中心にして回動され得、こうして、チャンバを開き、ハチが損傷のない無傷の状態でチャンバから出ることが可能となる。

図１２には、図４〜図１１に関連して上述される３つのハチホルダ８７が取外し可能に固定されるよう適合されて保持ユニットを形成する支持部または搬送体１００が示される。支持部１００は、３つの窪み１１０、１１２および１１４を有する一体型ポリプロピレン成形物を含み、各窪み１１０、１１２および１１４は、関連する直立したラグ１１６、１１８および１２０をそれぞれ備える。各ラグはその両側に類似した１対の窪みを含み、図１２では一方側の窪み１２１、１２２および１２４だけが見えている。各窪みは一方端（保持ユニット１００の後部）が開いており、平行な上方および下方の側壁（たとえば１２６および１２８）を有し、関連する下方の側壁１２８に対し約４５°の角度で傾斜した
内側端壁（たとえば１３０）において終端をなす。

上述のハチホルダ８７は、装着クリップ８０および８２ならびに位置決めリブ８４および８６によって支持部１００のラグに固定される。ホルダは約４５°の角度に傾斜され、前壁５０がホルダの開いた後部の上方にある。クリップ８０と８２との間の間隔がラグの幅より僅かに大きいので、クリップをラグ上に前方からの押込み嵌めとして固定することができ、クリップは、リブ８４および８６がラグの上を通り、スナップ嵌めとして窪みに嵌合することを可能にするほど十分に弾性的に変形し、リブは窪みの傾斜した内側端壁を係合する。このようにして、ハチホルダは、図１３に示されるように支持部にしっかりと、しかし取外し可能に固定されて、保持ユニットを形成し得る。実際には、ハチは最初にホルダに配置されることとなり、ハチを有するホルダが支持部に固定され、こうしてハチが予め定められた位置に置かれるが、明瞭かつ単純にするために図１３にハチは示されない。

支持部１００を含む保持ユニットは、図１４〜図２３に示される検出器ユニット１５０と用いるよう設計される。検出器ユニット１５０の主な内部構成要素が図１６および図１７に示され、図１８〜図２３にはさまざまな構成要素および詳細が示され、図１４および図１５には全体的な外観が示される。

検出器ユニット１５０は、ハチを有する支持部１００を含み、かつ関連する通気システムおよび気体サンプル供給システムを有する保持ユニットを受けるための下方チャンバアセンブリ１６０と、ＣＣＤカメラ１７２ならびに発光ダイオード（ＬＥＤ）光源１７４および１７６を含む上方アセンブリ１７０と、上方アセンブリと下方アセンブリとの間の拡散板１８０とを含む。

下方チャンバアセンブリ１６０は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の底壁および側壁、ならびに光学的特性のポリカーボネートシートでできた上壁１９２を有する細長い開口溝１９０を含む。チャネル１９０の一方端は、活性炭フィルタを含むハウジング１９４に固定され、チャネルへの空気の入口を構成する。チャネルの他方端は、フィルタされた空気をチャネルに通すための、振動絶縁用のゴムが装着されたファンを含むハウジング１９６に固定される。支持部１００を含む保持ユニットを受けるよう適合された窪み２０２を含む積込トレイ２００（図２２）は、チャネル内を保持ユニットによって運ばれるハチを配置するために、チャネル１９０の側壁のうち１つにおける開口部２０４（図１９）において摺動可能に受入れられる。トレイ２００は、チャネル上の適切な面と整合して気密封止を与える好適な「オー」リングの封止を備える。

図２１および図２２に図示のとおり、トレイ２００は給気管２１０を含む気体サンプル供給構成を含み、この給気管２１０は、フィルタされた空気の類似の主要供給部からチャネル１９０を通り、類似する３つの側ブランチ２１４を備えたガラス配管２１２にわたり、側ブランチ２１４は各々、積込トレイ２００における支持部１００を含む保持ユニットにおいて保持されるそれぞれのハチの触角に当てるために気体を乱流として供給するための「鐘型の端部」２１６（図２２に図示せず）で終端をなす。ブランチ２１４は、ハチの頭部のちょうど正面および上流において、チャンバを通る主気流に沿ってサンプル気体をハチに供給する。管２１０は、気流を制御するための開閉弁２２０と、テストすべき気体サンプルをシステムに注入するための隔壁弁２２２とを含む。

上方アセンブリ１７０はＣＣＤカメラ１７２を含む。このカメラは、チャネル１９０において保持ユニット１００に保持されるハチの頭部と整合するよう装着される。図２３に図示のとおり、支持部１００に固定されるハチホルダ８７は、互いに対して僅かに傾斜しており、傾斜の角度は、ホルダにおけるハチの頭部がカメラレンズの中心の方に向けられ
るようなものであるので、カメラが上方から捉える吻伸展運動は３匹のハチすべてに対する視野に対して垂直に見える。カメラ１７２は、チャンバにおけるハチの吻伸展がもしあれば、これを測定し、その結果を保存および／または表示するために画像分析プログラムを実行するよう適切にプログラムされたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）（図示せず）に接続される。

ＬＥＤ光源１７４および１７６は各々、放射光が、支持部１００を含むハチ保持ユニットと積込トレイ２００の上面とチャネル１９０の底面と（これらの構成要素は白色であり、暗色で光沢のないハチの頭部および吻を見るのにコントラストをなす面を提供する）で反射されてカメラレンズに入るような角度に方向付けられる２０個の赤色ＬＥＤの配列を含む。光は、拡散板１８０を通過すると拡散されてさらに照明を与える。長方形の孔２３０を拡散板の中心に設けて、光をカメラに伝えることができるようにする。

検出器ユニット構成要素は（図１４および図１５に鏡像で示される）箱状の外側の囲い２４０に収容され、ハチを積み降ろしできるよう積込トレイ２００の開閉を可能にする開口部２４２を側壁２４４に含む。検出器ユニットは、温度を調節するために気流においてサーミスタ制御要素を含む環境制御手段（図示せず）と、中に保持されるハチに供給する空気の湿度を調節するための手段とを含む。検出器ユニットは、外部の主電力供給源から電力が供給されてもよく、および／または、その範囲で用いるのに好適な携帯可能なユニットを備えるために電池電源（図示せず）を含んでもよい。

装置を用いる際に、反射的な吻伸展反応をさせることにより特定の対象の匂いに反応するよう調整された（それぞれのホルダ８７における）３匹のハチを収容し、支持部１００を含む保持ユニットは、積込トレイ２００に配置され（図２２では分かりやすくするためにハチを省く）、積込トレイ２００は、封止する態様で下方チャンバアセンブリに配置される。

２２〜２８℃の温度および好適な湿度であるフィルタされた空気は、ファンによってチャネル１９０に通され、ハチの周りを約０．４ｍ／ｓの速度の層流で通り過ぎる。

テストすべき気体サンプルは、直接空気をサンプリングするか、または濃縮サンプリングすることによりたとえば乗物本体から得られる。テストすべき気体は、サンプル注入システムによってハチに供給される。通常、弁２２０は開いており、主空気供給部からチャネル１９０へと送られるフィルタされた空気は、二次的なファン（図示せず）により、約０．４ｍ／ｓの速度で配管２１０、２１２および２１４を介して供給されて、絶えず配管を流れ、汚染物質が溜まるのを防ぐ。隔壁弁２２２を用いて、テストするための気体サンプルをシステムに注入する。弁２２０はこの間閉じているので、サンプル気体が、フィルタされた空気の通常の流れと入れ替わる。気体サンプルは、配管２１２およびブランチ２１４を通過し、空気の乱流をもたらすノズル端部２１６を介して出て、ユニットにおけるハチの触角に当たる。気体サンプルは、テスト気体サンプルの濃縮サンプルを、針状の端部および開放端部を備えたガラス管の中に置くことにより供給される。開放端部は、圧力を高めるスイッチ操作弁を介し、ポンプに接続される流体ラインへと接続される。針状の端部は隔壁弁を介して挿入され、スイッチ操作弁が開放される前に濃縮空気サンプルからの揮発性物質が十分に蓄積することが可能であり、揮発性サンプルを０．４ｍ／ｓの速度でハチに与えることが可能となる。

配管ブランチ２１４への鐘型の端部２１６が局所的な乱流を生成し、これにより、より広い範囲に亘ってサンプルが広がり、この流れが確実にハチの触角を通るようにされる。この特徴がないと、サンプルは層流で供給されることとなるので、サンプルの流れが空力効果のためにハチに当たり損なう可能性がある。

カメラ１７２はハチの頭部を観察し、サンプルに反応した如何なる吻伸展運動をも検出する。この結果は関連するＰＣ上に表示および／または記録される。

典型的な結果が図２４に示され、これは、時間ゼロで導入され、包まれた煙草から生成される揮発性材料を含むサンプル気体への露出に反応した時間に対する（画素で測定された）吻伸展を示す。

上述の検出器ユニットの変形例においては、下方チャンバ部分は、たとえば、２つの類似の積込ユニットを有することにより並列した関係にある２つ以上の類似の保持ユニットを受けるよう設計される。検出器ユニットにおける各保持ユニットは、適切な気体サンプル供給手段が関連付けられている。単一のカメラですべてのハチの反応を観察することができるかもしれないが、代替的には、１つ以上の追加のカメラを設けることが必要な場合がある。このような実施例を用いて、たとえば、単一のサンプルにおける２つの異なった対象の匂い、たとえば包まれた煙草と包まれていない煙草とを検出し得る。

図２５に図示のとおり、装置の全体的な構成での用途が示される。ハチは、３００で示されるように第１の場所で産出される。好適な発達段階にあるハチは、３１０で示されるようにハチホルダ８７に積込まれ、３２０で示されるように保持ユニットを形成する支持部１００に固定される。保持ユニットは検出器ユニット１５０に配置され、３３０において、ハチは、反射的な吻伸展反応をすることにより特定の対象の匂いに反応するよう、たとえば公知の態様で調整される。次いで、保持ユニットは検出器ユニットから取外され、３４０において配送のためにパッケージングされ、好適な温度条件および湿度条件の下で維持される。上述のステップはすべて第１の場所で行なわれる。

次いで、ハチは、３５０で示されるように貨物自動車によって第２の場所の使用地点まで配送される。ハチは１日に１度だけ給餌すればよいので、運搬の際に最高２４時間まで生存し得る。第２の場所では、保持ユニットは、３６０および３７０において、類似のさらなる検出器ユニット１５０の引出しに積込まれる。ハチが反応するよう調整される特定の匂いに対しテストすべき気体サンプルが検出器ユニットに供給され、上述のように吻伸展測定が行なわれる。

ハチは、必要に応じて第１および第２の場所でスクロース溶液を与えられ、生きたまま良好な状態で保たれるよう常に好適な環境条件で維持される。ハチはこのようにして最高７日間まで維持することができる。

第２の場所で使用し終わると、ハチを含む保持ユニットは貨物自動車によって第１の場所に戻される。ハチはホルダから外されて、開放され、リタイアさせるか、または必要に応じてさらなる使用のために再調整される。

ハチの用途には、税関のために煙草、違法薬物などの隠された物品や、安全確保のために爆発物の検出、医療診断学、食品の品質および安全性、法医学などが含まれる。

この発明の実施例で用いるためのハチホルダのための成形物を後方および一方側（右側）から示す図である。図１に示されるハチホルダ成形物を前方および右側から示す図である。図１および図２に示されるハチホルダ成形物を後方および上方から示す図である。図１〜図３に示される成形物から形成されるハチホルダを前方および右側から示す図である。図４に示されるハチホルダを右側から示す図である。線Ａ−Ａに沿った、図５に示される断面図である。図４〜図６に示され、積込トンネルが取付けられたハチホルダを後方および右側から示す図である。図４〜図７に示されるハチホルダに入るハチを示す概略的な長手方向の断面図である。ハチホルダに完全に配置されたハチを示す、図８に類似の図である。図４〜図９に示されるハチホルダを示す正面図である。図４〜図１０のハチホルダにおけるハチの吻が伸展した状態を示す側面図である。図４〜図１１に示され、保持ユニットを形成する３つのハチホルダを保持するための支持部を前方および一方側（左側）から示す図である。図１２の支持部を含み、前方および他方側から見た、３つのハチホルダを保持する保持ユニットを示す図である。検出器ユニットを前方および一方端部から示す図である。図１４の検出器ユニットを前方および他方端部から示す図である。図１４および図１５の検出器ユニットの内部構成要素を後方および一方端部から示す図である。図１４および図１５の検出器ユニットの内部構成要素を後方および他方端部から示す図である。図１４〜図１７の検出器ユニットの気流システムを示す概略図である。図１４〜図１８の検出器ユニットの内部構成要素の一部を示す概略図である。図１９に示される構成要素の概略側面図である。図１４〜図２０の検出器ユニットの内部構成要素の詳細を示す概略的な平面図である。図１３の保持ユニットとともに、図１４〜図２１の検出器ユニットの一部を示す図である。図１４〜図２１の検出器ユニットにおける、図１３の保持ユニットを示す概略端面図である。この発明の装置を用いて得られる吻伸展対時間を表わす画素数対時間（秒）を示すグラフである。この発明の方法の一局面を概略的に示す図である。

Claims

特定の対象の匂いを検出するための装置であって、前記装置は、取外し可能な保持ユニットを受入れる手段を有する検出器ユニットを含み、前記検出器ユニットは、前記検出器ユニットに受入れられた前記取外し可能な保持ユニットを含み、前記保持ユニットは、支持部および２つ以上の取外し可能な昆虫ホルダを含み、さらに、前記装置は、前記取外し可能な保持ユニットにおける前記昆虫を検査すべき気体のサンプルにさらすための手段と、前記サンプルに対する前記昆虫の反応を観察し、これにより対象の匂いを示す反応を検出することを可能にするための手段とを含む、装置。
前記保持ユニットは、その中に、予め定められた位置において少なくとも２匹の昆虫を収容している、請求項１に記載の装置。
前記検出器ユニットおよび／または前記保持ユニットは、前記保持ユニットに収容された昆虫に栄養分を供給するための手段を含むか、またはその手段が関連付けられている、請求項２に記載の装置。
前記保持ユニットは複数の類似の昆虫ホルダを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
複数の類似の取外し可能な保持ユニットは、検出器ユニットと同時に関連付けることができる、請求項１から４のいずれかに記載の装置。
検出器ユニットにおける保持ユニット内の昆虫を、テストすべき気体のサンプルにさらすための手段はダクト手段を含む、請求項１から５のいずれかに記載の装置。
昆虫を通り過ぎる気体の流れを作り出すための手段を含む、請求項６に記載の装置。
前記ダクト手段は、局所化された乱流として気体を供給するための、端部が鐘型の１つ以上の管で終端をなす、請求項６または７に記載の装置。
サンプルに対する昆虫の反応を観察するための手段は画像分析機器を含む、請求項１から８のいずれかに記載の装置。
前記さらす手段および前記観察する手段は検出器ユニットの一部を形成する、請求項１から９のいずれかに記載の装置。
１つ以上の特定の対象の匂いを検出するためのシステムであって、前記システムは複数の検出器ユニットを含み、各ユニットは保持ユニットが取外し可能に関連付けられるよう適合され、前記保持ユニットは、支持部および２つ以上の取外し可能な昆虫ホルダを含み、各検出器ユニットは、関連付けられる保持ユニットにおける前記昆虫をテストすべき気体のサンプルにさらすための手段と、サンプルに対する前記昆虫の反応を観察しこれにより対象の匂いを示す反応を検出することを可能にするための手段とを含むか、またはこれら手段が関連付けられており、前記システムはさらに、複数の保持ユニットを含み、前記保持ユニットおよび前記検出器ユニットは交換可能であり、いずれの保持ユニットもいずれの検出器ユニットと使用可能である、システム。
特定の対象の匂いを検出する方法であって、前記方法は、特定の対象の匂いを検出するための装置を用いて実施されるものであり、
前記装置は、取外し可能な保持ユニットを受入れる手段を有する検出器ユニットを含み、前記検出器ユニットは、前記検出器ユニットに受入れられた前記取外し可能な保持ユニットを含み、前記保持ユニットは、支持部および２つ以上の取外し可能な昆虫ホルダを含み、
前記方法は、第１の場所で、保持ユニットにおいて前記昆虫ホルダに少なくとも２匹の昆虫を収容するステップと、保持ユニットおよびそこに収容された昆虫を、検出器ユニットが配置される第２の場所に搬送するステップと、第２の場所で保持ユニットを検出器ユニットに受入れるステップとを含み、検出器ユニットにおける前記昆虫は検出可能な態様で対象の匂いに反応し、前記方法はさらに、テストすべき気体のサンプルに前記昆虫をさらすステップと、サンプルに対する前記昆虫の反応を観察しこれにより対象の匂いを示す反応を検出するステップとを含む、方法。