TED日本語 - バート・ウィートジェンス: いかにラットを訓練して地雷探知させるようにしたか


TED Talks(英語 日本語字幕付き動画)

TED日本語 - バート・ウィートジェンス: いかにラットを訓練して地雷探知させるようにしたか

TED Talks

How I taught rats to sniff out land mines
Bart Weetjens




I'm here today to share with you an extraordinary journey -- extraordinarily rewarding journey, actually -- which brought me into training rats to save human lives by detecting landmines and tuberculosis. As a child, I had two passions. One was a passion for rodents. I had all kinds of rats, mice, hamsters, gerbils, squirrels. You name it, I bred it, and I sold them to pet shops. (Laughter) I also had a passion for Africa. Growing up in a multicultural environment, we had African students in the house, and I learned about their stories, so different backgrounds, dependency on imported know-how, goods, services, exuberant cultural diversity. Africa was truly fascinating for me.

I became an industrial engineer, engineer in product development, and I focused on appropriate detection technologies, actually the first appropriate technologies for developing countries. I started working in the industry, but I wasn't really happy to contribute to a material consumer society in a linear, extracting and manufacturing mode. I quit my job to focus on the real world problem: landmines. We're talking '95 now. Princess Diana is announcing on TV that landmines form a structural barrier to any development, which is really true. As long as these devices are there, or there is suspicion of landmines, you can't really enter into the land. Actually, there was an appeal worldwide for new detectors in the sustainable environments where they're needed to produce, which is mainly in the developing world. We chose rats.

Why would you choose rats? Because, aren't they vermin? Well, actually rats are, in contrary to what most people think about them, rats are highly sociable creatures. And actually, our product -- what you see here. There's a target somewhere here. You see an operator, a trained African with his rats in front who actually are left and right. There, the animal finds a mine. It scratches on the soil. And the animal comes back for a food reward. Very, very simple. Very sustainable in this environment. Here, the animal gets its food reward. And that's how it works. Very, very simple.

Now why would you use rats? Rats have been used since the '50s last century, in all kinds of experiments. Rats have more genetic material allocated to olfaction than any other mammal species. They're extremely sensitive to smell. Moreover, they have the mechanisms to map all these smells and to communicate about it. Now how do we communicate with rats? Well don't talk rat, but we have a clicker, a standard method for animal training, which you see there. A clicker, which makes a particular sound with which you can reinforce particular behaviors. First of all, we associate the click sound with a food reward, which is smashed banana and peanuts together in a syringe. Once the animal knows click, food, click, food, click, food -- so click is food -- we bring it in a cage with a hole, and actually the animal learns to stick the nose in the hole under which a target scent is placed, and to do that for five seconds -- five seconds, which is long for a rat. Once the animal knows this, we make the task a bit more difficult. It learns how to find the target smell in a cage with several holes, up to 10 holes.

Then the animal learns to walk on a leash in the open and find targets. In the next step, animals learn to find real mines in real minefields. They are tested and accredited according to International Mine Action Standards, just like dogs have to pass a test. This consists of 400 square meters. There's a number of mines placed blindly, and the team of trainer and their rat have to find all the targets. If the animal does that, it gets a license as an accredited animal to be operational in the field -- just like dogs, by the way. Maybe one slight difference: we can train rats at a fifth of the price of training the mining dog.

This is our team in Mozambique: one Tanzanian trainer, who transfers the skills to these three Mozambican fellows. And you should see the pride in the eyes of these people. They have a skill, which makes them much less dependent on foreign aid. Moreover, this small team together with, of course, you need the heavy vehicles and the manual de-miners to follow-up. But with this small investment in a rat capacity, we have demonstrated in Mozambique that we can reduce the cost-price per square meter up to 60 percent of what is currently normal -- two dollars per square meter, we do it at $ 1.18, and we can still bring that price down. Question of scale. If you can bring in more rats, we can actually make the output even bigger. We have a demonstration site in Mozambique. Eleven African governments have seen that they can become less dependent by using this technology. They have signed the pact for peace and treaty in the Great Lakes region, and they endorse hero rats to clear their common borders of landmines.

But let me bring you to a very different problem. And there's about 6,000 people last year that walked on a landmine, but worldwide last year, almost 1.9 million died from tuberculosis as a first cause of infection. Especially in Africa where T.B. and HIV are strongly linked, there is a huge common problem. Microscopy, the standard WHO procedure, reaches from 40 to 60 percent reliability. In Tanzania -- the numbers don't lie -- 45 percent of people -- T.B. patients -- get diagnosed with T.B. before they die. It means that, if you have T.B., you have more chance that you won't be detected, but will just die from T.B. secondary infections and so on. And if, however, you are detected very early, diagnosed early, treatment can start, and even in HIV-positives, it makes sense. You can actually cure T.B., even in HIV-positives.

So in our common language, Dutch, the name for T.B. is "tering," which, etymologically, refers to the smell of tar. Already the old Chinese and the Greek, Hippocrates, have actually published, documented, that T.B. can be diagnosed based on the volatiles exuding from patients. So what we did is we collected some samples -- just as a way of testing -- from hospitals, trained rats on them and see if this works, and wonder, well, we can reach 89 percent sensitivity,86 percent specificity using multiple rats in a row. This is how it works, and really, this is a generic technology. We're talking now explosives, tuberculosis, but can you imagine, you can actually put anything under there.

So how does it work? You have a cassette with 10 samples. You put these 10 samples at once in the cage. An animal only needs two hundredths of a second to discriminate the scent, so it goes extremely fast. Here it's already at the third sample. This is a positive sample. It gets a click sound and comes for the food reward. And by doing so, very fast, we can have like a second-line opinion to see which patients are positive, which are negative. Just as an indication, whereas a microscopist can process 40 samples in a day, a rat can process the same amount of samples in seven minutes only. A cage like this -- (Applause) A cage like this -- provided that you have rats, and we have now currently 25 tuberculosis rats -- a cage like this, operating throughout the day, can process 1,680 samples. Can you imagine the potential offspring applications -- environmental detection of pollutants in soils, customs applications, detection of illicit goods in containers and so on.

But let's stick first to tuberculosis. I just want to briefly highlight, the blue rods are the scores of microscopy only at the five clinics in Dar es Salaam on a population of 500,000 people, where 15,000 reported to get a test done. Microscopy for 1,800 patients. And by just presenting the samples once more to the rats and looping those results back, we were able to increase case detection rates by over 30 percent. Throughout last year, we've been -- depending on which intervals you take -- we've been consistently increasing case detection rates in five hospitals in Dar es Salaam between 30 and 40 percent. So this is really considerable. Knowing that a missed patient by microscopy infects up to 15 people, healthy people, per year, you can be sure that we have saved lots of lives. At least our hero rats have saved lots of lives.

The way forward for us is now to standardize this technology. And there are simple things like, for instance, we have a small laser in the sniffer hole where the animal has to stick for five seconds. So, to standardize this. Also, to standardize the pellets, the food rewards, and to semi-automate this in order to replicate this on a much larger scale and affect the lives of many more people. To conclude, there are also other applications at the horizon. Here is a first prototype of our camera rat, which is a rat with a rat backpack with a camera that can go under rubble to detect for victims after earthquake and so on. This is in a prototype stage. We don't have a working system here yet.

To conclude, I would actually like to say, you may think this is about rats, these projects, but in the end it is about people. It is about empowering vulnerable communities to tackle difficult, expensive and dangerous humanitarian detection tasks, and doing that with a local resource, plenty available. So something completely different is to keep on challenging your perception about the resources surrounding you, whether they are environmental, technological, animal, or human. And to respectfully harmonize with them in order to foster a sustainable work.

Thank you very much.


今日は皆さんに たぐいまれな記録を紹介します 実際にこれは非常に有意義な経験で このおかげで私は ラットを訓練して 地雷や結核を発見させ 人々の命を 助けることとなりました 私は子供の頃 2つのことに夢中でした 1つは げっ歯類の動物です ラット ハツカネズミ ハムスター スナネズミ リスなど ありとあらゆる種類を飼い 繁殖させてペットショップに売っていました (笑い) もう1つ夢中だったのはアフリカです 多文化的な環境に育ち 家にいたアフリカの留学生から アフリカについて学びました 全く異なった事情 外部からのノウハウに依存していること 製品やサービス そして素晴らしい文化の多様性 アフリカは本当に興味深い場所でした

私はのちに産業エンジニアとなり 製品開発の技術者として 関連する探知技術の専門家となりました これは実際に発展途上国に適した 最初の技術でした 産業界で働き始めましたが 抽出や製造という形で 物質的な消費社会に 貢献することに あまり充実感を感じていませんでした そこで仕事を辞めて現実問題である 地雷に目を向けることにしました そして1995年になり 地雷は開発における構造的障害だと ダイアナ妃がテレビで語りましたが 正にその通りです 地雷がある限り または地雷があると疑われている限り 人はその土地に入ることはできません 実際 世界中で 新型の探知機が求められていました 探知機を生産する場所 つまり 主に途上国のような環境でも 持続可能な探知機です 私たちが選択したのはラットです

どうしてラットなど選ぶのか? ラットは害獣ではないのか? 実際ラットというのは 一般に人々が考えるのに反して 非常に人なつこい動物なのです 現に私たちの成果を今皆さんに見てもらっています ターゲットがこの何処かにあります 訓練されたアフリカ人の作業員が ラットの後ろにいます 画面では右と左です このようにラットが地雷を見つけ 地面を引っ掻きます そして作業員のもとに戻って餌をもらいます 極めてシンプルです また この環境においても大いに持続可能です ラットがご褒美に餌をもらっているところです このようにして作業します 非常に簡単です

では なぜラットを使うのか? ラットは1950年代から 様々な実験で使用されてきました ラットには他のどの哺乳類よりも 嗅覚に割り当てられた 遺伝物質を多く持っていて 匂いに対して極めて敏感なのです 更に様々の匂いを嗅ぎ分け 伝える能力も持っています どのようにラットとやり取りをするのか? 私たちはラットの言葉は話せませんが クリッカーがあります 動物を訓練する一般的な方法で このようなものです クリッカーは特殊な音を出すので それで特定の行動を強化することができます まず「カチッ」という音とご褒美の餌を関連付けます 注入器に入ったバナナとピーナツをブレンドしたものが餌です 「カチッ」 「餌」 「カチッ」 「餌」 一旦ラットがこれを覚え 「音がすると餌」と理解したら 穴が開いているケージに入れます ラットはこうすると 対象となる匂いが設置された穴に 5秒間鼻を入れることを 学習します ラットにとって 5秒は長い時間です ラットが学習したら 課題をもう少し難しくします 最高10個の穴があるケージの中で 対象の匂いを見つけることを学ばせます

その後ラットは野外で ひもを付けられた状態で歩き ターゲットを見つける訓練をします そして次に 地雷原で本物の地雷を 見つけることを学びます ラットはテストを受け 国際地雷対策基準に準して認定されます 犬が地雷探知犬のテストを受けるのと同じです 400平方メートルの敷地に 不規則に埋められた いくつかの地雷がテストです 作業員とラットのチームは すべてのターゲットを見つけなくてはなりません 成功するとラットはライセンスを得て 認定を受けたラットとして 現場で働くことができるのです ちなみにこれは犬の場合と同じです 1つ少し違うのは ラットの訓練は地雷探知犬の 5分の1の費用で出来ることです

こちらはモザンビークのチームです タンザニア人の教官が1人いて 3人のモザンビーク人に 技能を教えています 誇りに満ちた表情が見て取れると思います 手に職があるので 海外の援助に頼る必要が かなり減ります この小さなチームにも 発見した地雷を撤去する人と 大型車がもちろん必要です しかしラットの能力に少し投資することで 1平方メートルごとの作業コストは 約6割までに抑えられると モザンビークで実証しました 普通 1平方メートル当たりのコストは 2ドルですが 私たちは1.18ドルで まだコスト削減の余裕があります 規模の問題です ラットの数を増やせれば 作業量を更に拡大できます モザンビークには実証現場があり 11カ国のアフリカ政府が この技術を利用することで依存を 減少できると認識しています この国々は 大湖地域における 安全・安定及び開発に関する協定を結び 特殊技能のあるラットを認定して 国境にある地雷を撤去することにしました

しかし全く違う問題について話させてください 昨年 地雷を踏んでしまった人は およそ6千人でしたが 同じ年に世界中で 190万人近くの人が結核で死亡しました 結核は感染症の一番の原因です 結核とHIVが 密接に関係しているアフリカで 特によく見られる大きな問題が1つあり それはWHOの標準手順である顕微鏡検査の 信頼性が40~60%ということです タンザニアの統計によると 実際に結核と診断される結核患者は 45%だけだと示しています つまり結核に感染していても それが発見されることなく 二次感染などで死亡する確率の方が高いのです しかし早期に診断を受け 結核が発見されれば 治療を開始できるのです たとえHIV陽性のケースでも理にかなっています HIV陽性だったとしても 結核は治るからです

私たちの共通語であるオランダ語では 結核は 「Tering」ですが その語源は タールの匂いのことです 古代の中国や ギリシャ そしてヒポクラテスが 既に記録しているように 結核は患者から出される ある匂いによって 診断することができます そこで私たちは試しに 病院からいくつかのサンプルを 取り寄せ それを使ってラットを訓練し うまくいくか調べました 複数のラットで続けて試したところ 敏感度は89% 特異度は86%という 結果が出ました このような手順で行ないます これは間違いなく基盤技術で 今は爆発物や結核について話していますが 考えてみれば実際には 何が検査対象でもいいのです

ではどのように行なわれるのか? 10個のサンプルが入った装置を 一度にケージに設置します 動物は200分の1秒あれば 匂いを嗅ぎ分けられるので非常に速く進みます もう3つ目のサンプルの匂いを嗅いでいます これは陽性のサンプルです カチッと合図を受け ご褒美に餌をもらいに行きます このようなとても素早い作業で 二次的な診断のようなものができ 患者が陽性か陰性か チェックすることができるのです これはただの目安ですが 人が顕微鏡で1日に検査できるのは 40個のサンプルです でもラットだと 同じ量のサンプルを たったの7分で検査できます このようなケージだと (拍手) ラットを使ったこのようなケージだと― 私たちのところには現在 結核検査用に25匹いますが― このようなケージで1日検査を行なうと 1,680個のサンプルをチェックできます ここから生まれる応用の可能性を考えてみてください 土壌に含まれる 環境汚染物質の検出 違法な物品を探知する 税関での活用法など

でもまず結核の話を続けます ちょっとお見せしたいのですが 青い棒グラフは 顕微鏡検査のみのスコアで 人口50万人のダルエスサラームにある 5つのクリニックで 1万5千人が検査を受けた結果です 顕微鏡検査では1,800人が陽性でした でもラットを使ってサンプルを再検査し 結果を再確認してもらっただけで 私たちは結核の検出率を 30%以上増加できました 去年全体を通して どの期間で見るかにも依りますが 私たちは一貫して ダルエスサラームの5つの病院での 結核の検出率を 30~40%向上させてきました ですからこれは本当にかなりの量です 顕微鏡検査で検出されなかった患者が 1年で最高15人の健康な人に 結核をうつすことを考えると 私たちが多くの人々の命を 救ったのは間違いありません 私たちの「英雄ラット」が多くの命を救ったのです

今後の展開としては 技術を標準化する時が来ています 単純なものですが 例えば ラットが5秒間匂いを嗅がなくてはならない穴には 小さなレーザーがあるのですが これの標準化が必要です またペレットや 報酬としての餌も標準化して 半自動化することで もっと大きな規模でこの作業を反復し もっと多くの人々の命を救うことができます 最後に その他の活用性の見通しもあります これは最初の試作である カメラ付きラットです カメラが内蔵された専用のバッグを 背負ったラットで 地震の後などの瓦礫の中に入り 被害者を発見することができます これは試作段階で 正式な稼働には至っていません

締めくくりとして私がお伝えしたいのは このプロジェクトはラットの話ではなく 人助けの話だということです 不安定な地域社会に力を与え 困難で費用がかかって危険な 人道的な検出作業に取り組み しかもそれを現地で簡単に入手できる 資源を利用して行なう話です つまり何が根本的に違うかと言うと 身の回りにある資源についての 自分の認識を常に見直すことです 環境的または技術的 動物や人間ということにこだわらないことです そして敬意をもってそれらと調和し 持続可能な仕事を育むことです



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