CN105658052A - 人工模拟化合物的发射 - Google Patents

Abstract

提供了一种装置，用于在昆虫物种中导致行为响应。该装置可以包括外壳、辐射发射器、导向装置、以及耦接到辐射发射器的电源。辐射发射器可以被配置为以模拟可以在昆虫物种中导致行为响应的感兴趣的化合物的发射谱的一个或多个波长发射辐射。设置在外壳内的导向装置可以被配置为控制发射的辐射的方向，并且电源可以被配置为控制发射的辐射的强度。

Description

人工模拟化合物的发射

技术领域

本发明的实施例涉及人工模拟用于影响昆虫物种的行为的感兴趣的化合物(CCI)的发射。

背景技术

昆虫委员会的前任主任以及昆虫生命的作者ChralesValentineRiley提出昆虫可以感测我们难以识别的微妙的震动[InsectLife，vol.7，pp.33-41(1984)]。JeanHenriFabre接着将他的想法发表在“TheInsectWorldofJ.HenriFabre”[E.W.Teale(ed.),191pp.(1913)]上，他的想法为蛾可能调谐到某些电磁(EM)频率，同时EugeneMarais在“TheSouloftheWhiteAnt”[MethuenandCo.,London,184pp.(1937)]中推测白蚁可能同样这样做。

EM频率已知被适当构造的天线拾取。然而，直到1948年，当电气工程师Grant首先发表文章指示用于昆虫触角上的该EM辐射的检测器以及从Laithwaite[Proc.RoyalSoc.Queensland,vol.60,no.8,pp.89-98(1948)；Entomolgoistvol.93,no.1165,pp.113-177(1960)；Entomolgoistvol.93,no.1166,pp.113-177(1960)]发现进一步支持之前，没有人在昆虫上寻找EM频率。Miles和Beck基于他们对蜜蜂的实验以及向着包含蜂蜜的封闭的盒子对蜂的吸引，推测某些嗅觉接受器实际上是辐射接受器[Proc.Natl.Acad.Sci.,vol.35,pp.292-310(1949)]。该盒子装备有红外透明窗。

昆虫触角良好装备为辐射检测器的证据主要来自于Callahan[Misc.Public.Entom.Soc.Amer.,vol.5,no.7,pp.315-347(1967)]并且Evans[Nature,vol.202,p.211(1964)]和Bruce[Ann.Entomol.Soc.Am.,vol.64,pp.925-931(1971)]支持这些触角中的一些对辐射源明确地进行响应。此时，辐射检测器被创建。

Smith和同事已经表明昆虫中对于低强度辐射的显著敏感度，这表明昆虫可能具有检测我们依然不熟悉的低强度水平辐射的发达系统[Science,vol.140,pp.805-806,(1963)]。这些生物效应的非常重要的特征是它们经常由极低强度的场产生。对生物体的多次暴露的效应有时是累积的。暴露于强场通常导致适应随后的暴露，而暴露于弱场导致生物体中逐渐变大的变化[“ElectromagneticFieldsandLife,”,Plenum,NewYork-London,336pp.,(1970)]。这常常表明生物体具有对EM场特别敏感的系统，并且迄今在人类中不具有类似物。

W.H.Whitcomb，他的学生，J.C.Nickerson，和Callahan在涉及工蚁，Conomyrmainsana(Buckley)，和红外发射的短期研究项目上合作[Physiol.Chem.&Physics,vol.14,pp.139-144(1982)]。他们发现工蚁被来自蜡和石油蜡烛的远红外发射吸引。各种物种的蛾和幼虫经受具有1-30μm(微米)波长带中的波长的红外辐射[J.Ga.Ent.Soc.,vol.1,pp.6-14(1966)]。在120华氏度下，聚焦到眼睛中的高强度红外辐射在平均60秒内杀死蛾。在85至92华氏度下，聚焦在触角或眼睛上的低强度红外辐射引发飞行、触角响应或性响应。92华氏度下聚焦在幼虫的单眼(simpleeyes)(单眼(ocelli))上的低强度红外辐射引发粪粒沉积、搜索和头部扫描。所有这些响应是可重复的，并且接着变得方便可预测。

这里描述响应于辐射的昆虫的一些示例。在变得活跃(包括沉淀粪粒、用它们的下颚咀嚼、以及当用头部扫描IR源时向着IR源移动)之前，五龄棉铃虫幼虫经受了15-40秒的辐射。夜蛾成体通过立即震动它们的触角来进行响应。卷曲的喙立即进入疯狂的运动。好奇地是，天蛾和天蚕蛾用触角运动响应非常慢。夜间飞行的灯蛾的四种种类目前为止最敏感的。它们全部通过弯曲腹部和利用腿和触角向着源摸索来进行响应，并且尝试利用它们的腹部触摸被带入它们的范围内的物体(即交配行为)。一秒钟的1至30μm的高强度辐射引发来自这四种物种达10至20分钟时间段的飞行和性响应。五至十秒的低强度IR引起类似的响应。

Evans表明吉丁虫，Melanophilaacuminata，拥有不同的红外感测器官，其不位于触角上，而是位于邻近基节窝的中胸上[Nature,vol.202,p.211(1964)]。尽管多个报道已经发现昆虫(诸如蚊子[Nature,vol.184,pp.1968-1969(1959)])对红外线有响应，但这是第一个报道的昆虫红外器官。Evans的研究中用以引发响应的辐射是0.8和6.0μm波长之间的非相干红外辐射，其在2.5和4μm之间具有最大敏感度。如Bruce所报道的，另一种节肢动物，雌性刺鼠螨，Laelapsechidnina，也对4.4和4.6μm之间的窄带中的非相干红外辐射进行响应[Ann.Entomol.Soc.Am.,vol.64,pp.925-931(1971)]。

Glagolewa-Arkadiewa的“质量辐射器”被用于进一步测试昆虫对纯EM辐射的响应。该质量辐射器被用于向着多个昆虫发射远IR辐射，以便记录它们的行为响应(如果有)，如由Callahan报道的[Fla.Entomol.,vol.54,no.2,pp.201-204(1971)]。该响应惊人。所有被测试的昆虫以触角运动对质量辐射器进行响应。三个交配过的棉铃虫雌性被刺激使得在暴露于辐射的几秒钟内产卵。黄蜂立即展示触角清洗响应，并且火蚁以腿和触角的猛烈运动进行响应。当触角被切掉时，没有一个来自被测试的任何昆虫的响应发生。一年后，Eldumiati和Levengood也发现昆虫对远IR辐射的极强的吸引响应[J.Econ.Entomol.Vol.65,pp.291-292(1972)]。

已经从三个不同目的昆虫报道了对在1-15μm范围中的宽带IR的行为响应。它们包括鳞翅目，H.zea，[Ann.Entomol.Soc.Am.,vol.58,pp.746-756(1965)],双翅目，Aedesaegypti，[J.Econ.Entomol.,vol.61,pp.36-37(1968)]和来自膜翅目的茧蜂，Coeloidesbrunneri[Can.Entomol.,vol.104,pp.1877-1881,(1972)]。

此外，红火蚁，Solenopsisinvicta，被电场吸引，并且能够在AC和DC场之间进行区分[Environ.Entomol.,vol.21,no.4,pp.866-870(1992)]，并且发现在多个物种的夜蛾和天蚕蛾的柄节和梗节上受跨整个可见谱的频率激发的一些触角的电生理反应[J.Appl.Optics,vol.7,pp.1425-1430(1968)]。

因此，昆虫已经被表明对辐射，宽带IR，窄带IR，低、中、远红外辐射，可见频率，相干辐射的短期和长期暴露进行响应。它们还被表明具有充分研究的辐射器官，并且能够在AC场和DC场之间进行区分。利用EM频率或辐射刺激昆虫触角的能力发起了对新型辐射检测源的搜索。信息化合物，以及其它气味剂和各种化合物的发光特性提供该辐射。信息素(仅是一种类型的信息化合物)在昆虫中展示了强大的行为响应，并且可以有助于吸引昆虫或使昆虫迷惑，从而成功地扰乱它们的交配。

许多信息素捕获器在显著减少谷物储存仓或仓库中的昆虫种群方面具有限制，除非以非常高的密度使用捕获器。关于用于农田中的昆虫物种的农业防治的气雾剂或诱饵的部署，它是具有大量限制的昂贵提案。恶劣天气、疾风以及其它因素不利地影响这些控制措施并且常常导致害虫防治方案失败。此外，捕获器中信息素源减少的寿命，以及信息素自身的损失帮助造就这些问题。

发明内容

本文提供的方法人工模拟在昆虫物种中引起行为响应的化合物的特性。本文还提供的是被配置为再现在昆虫物种中引起行为响应的化合物的特性的装置。

在本发明的实施例中，人工模拟化合物发射的方法包括：识别感兴趣的化合物，确定感兴趣的化合物的红外(IR)辐射吸收谱和/或UV可见(UV-Vis)吸收谱，将斯托克斯位移(Stokesshift)应用到吸收谱的至少一个吸收波长值，以及基于该应用近似感兴趣的化合物的发射谱。确定的吸收谱包括至少一个吸收波长值，并且近似发射谱包括至少一个发射波长值。

在本发明的另一实施例中，人工模拟感兴趣的化合物的发射的方法包括：识别感兴趣的化合物，对感兴趣的化合物的一个或多个基态进行建模，以及基于建模的一个或多个基态对感兴趣的化合物的一个或多个激发态进行建模。该方法还包括基于建模的一个或多个激发态的几何结构优化计算产生模拟的UV-Vis发射谱和/或基于建模的一个或多个基态的非谐频率计算产生感兴趣的化合物的模拟的IR发射谱。产生的发射谱包括至少一个发射波长值。

在本发明的另一实施例中，人工模拟感兴趣的化合物的发射的方法包括识别感兴趣的化合物和通过傅立叶变换红外(FTIR)光谱仪根据经验确定感兴趣的化合物的发射谱。

在本发明的另一实施例中，提供了用于在昆虫物种中导致行为响应的装置。该装置包括辐射发射器、导向装置和耦接到辐射发射器的电源。辐射发射器可以被配置为以模拟可以在昆虫物种中导致行为响应的感兴趣的化合物的发射谱的一个或多个波长发射辐射。导向装置可以被配置为对发射的辐射进行导向并且电源可以被配置为控制发射的辐射的强度。

在本发明的另一实施例中，提供了用于在昆虫物种中导致行为响应的装置。该装置包括辐射发射器和耦接到辐射发射器的电源。辐射发射器可以被配置为以模拟可以在昆虫物种中导致行为响应的感兴趣的化合物的发射谱的一个或多个波长发射辐射。电源被配置为控制发射的辐射的强度。

下面参照附图详细描述本发明的各种实施例的进一步的特征和优点以及结构和操作。要注意的是本发明不限于本文所描述的具体实施例。这些实施例被在本文中呈现仅用于说明的目的。基于本文所包含的教导，对本领域技术人员而言额外的实施例将是明显的。

附图说明

并入本文并且形成说明书的一部分的附图示出了本发明，并且连同描述进一步用于解释本发明的原理和使得本领域技术人员能够制造和使用本发明。在附图中，相同参考标号指示相同或功能类似的元件。此外，参考标号最左边的数字(一个或多个)识别其中参考标号首次出现的附图。

图1示出了根据本实施例用于人工模拟感兴趣的化合物(CCI)的发射的方法的流程图。

图2示出了CCI的示例经验红外(IR)吸收谱的示意图。

图3示出了根据实施例用于人工模拟CCI的发射的方法的流程图。

图4、5和6示出了根据实施例用于CCI的分子状态的数学建模的流程图。

图7示出了CCI的示例模拟IR吸收谱的示意图。

图8示出了CCI的示例模拟激发态IR振动谱的示意图。

图9示出了根据实施例用于人工模拟CCI的发射的方法的流程图。

图10示出了根据实施例用于根据经验确定CCI的发射谱的方法的流程图。

图11和12示出了根据实施例用于在昆虫物种中导致行为响应的装置的示意图。

图13示出了其中本发明的实施例或它的部分可以被实现的计算机系统的框图。

当结合附图时，从下面提出的具体实施方式中本发明的特征和优点将变得更明显。

具体实施方式

下面的具体实施方式参照附图以示出与本公开内容一致的一个或多个实施例。公开的实施例(一个或多个)仅举例说明本公开内容。具体实施方式中对“示例实施例”“该实施例的示例”等的参考指示描述的实施例(一个或多个)可以包括特定特征、设备或特性，但不一定所有实施例均包括特定的特征、设备或特性。此外，这种短语不一定指相同的实施例。此外，当结合实施例描述特定特征、设备或特性时，无论是否明确描述结合其它实施例实现这种特征、设备或特性在本领域技术人员的知识范畴内。

本文所描述的实施例被提供以用于说明的目的，并且不是限制。在本公开内容的精神和范围内，其它实施例是可能的，并且可以对实施例进行修改。因此，具体实施方式不是意在限制本公开内容。相反，仅根据下面的权利要求和它们的等价物限定本公开内容的范围。

本公开内容的一些实施例可以在硬件、固件、软件或它们的结合中实现。本公开的一些实施例还可以作为存储在机器可读介质上的指令实现，该指令可以被一个或多个处理器读取或执行。机器可读介质可以包括用于以由机器(例如，计算设备)可读的形式存储或传送信息的任意机构。例如，机器可读介质可以包括诸如只读存储器(ROM)的非暂时性机器可读介质；随机存取存储器(RAM)；磁盘存储介质；光存储介质；闪存设备；和其它。作为另一示例，机器可读介质可以包括暂时性机器可读介质，诸如电学、光学、声学或其它形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)。此外，固件、软件、例程、指令可以被在本文中描述为执行某些行动。然而，应当理解这种描述仅为了方便，并且这种行动实际上由执行固件、软件、例程、指令等的计算设备、处理器、控制器或其它设备造成。

应当明白本文的措辞或术语是用于描述的目的，而不是限制的目的，使得本说明书的术语或措辞将由本领域技术人员根据本文的教导来解释。

本发明的实施例提供用于人工模拟在昆虫物种中引起行为响应的感兴趣的化合物(CCI)的方法。本发明的实施例还提供用于在昆虫物种中引起行为响应的装置。如下面将进一步描述的，引起行为响应可以是以在昆虫物种中产生吸引、排斥或混乱运动响应的形式。

在实施例中，CCI发射EM辐射，诸如但不限于红外(IR)辐射。根据该实施例的各种示例，EM辐射可以由一种类型的发光(例如，光致发光、化学发光、电致发光、热致发光、电致发光或它们的组合)发射。发光是通过除了高温发射的任意过程或方法从主体发射光的现象。例如，在光致发光中，材料的分子由入射EM辐射激发，以产生或发射光。当在光致发光中EM能量的释放是立即的，或当激发EM辐射移除时停止时，该材料被称为发荧光的。荧光是当来自激发能量源的能量(例如，光)以一个或多个波长被主体(或分子)吸收并且以一个或多个不同的波长被再次发射时发生的一种类型的光致发光。光子发射通常具有比激发源更长的波长。以最简单的术语，当已经被激发到更高能态的分子松弛和返回到它的“基”(或中立)态，释放一个或多个光子时，荧光发生。

CCI可以具有映射它的发光响应的发射谱。通过以一个或多个特定波长固定激发波长并同时扫描一个或多个发射波长的强度，可以记录发射谱。除了发射谱，CCI还可以具有特定的吸收谱。主体的吸收谱是由该主体吸收的入射辐射的部分的吸收强度作为覆盖主体中的分子的电子能量级的波长的函数的绘图。针对任意吸收材料，可以记录吸收谱。CCI还可以具有特征激发谱作为它的吸收谱的一部分。在实施例中，CCI的激发谱与它的吸收谱相同；在另一实施例中，激发谱是它的吸收谱的子集。为了便于讨论，关于下面讨论中的吸收谱的参考也可应用于激发谱。

在本发明的实施例中使用的CCI可以包括气味剂和信息化合物，诸如但不限于，信息素、利它素、利己素和互益素。众所周知的信息化合物和信息素的极好的参考数据库是“ThePherobase”(www.pherobase.com)，其包含了成千上万种化合物和相关公式。CCI的发光特性可以导致以发射谱中各种波长的EM辐射的发射。这种波长可以例如范围从300nm至30μm。这一波长范围包括紫外线(UV)、可见光(Vis)和IR光。如本文使用的，UV光包括具有对应的从124eV至3.10eV的光子能量的从10nm至400nm的波长，Vis光包括具有对应的从3.18eV至1.77eV的光子能量的从390nm至700nm的波长，并且IR光包括具有对应的从1.77eV至41.33meV的光子能量的从700nm至30μm的波长。发射谱中的波长在本文中被称为发射波长。这些波长可以被昆虫物种检测，并且导致它的行为变化。

如果昆虫物种对发射波长敏感，诸如那些对特定信息化合物(诸如但不限于，信息素)响应的昆虫物种，存在可能由昆虫物种暴露于发射波长导致的多种类型的行为。第一种类型的行为是吸引行为。如果发射波长对应于那些由性或聚集信息素产生的那些，则检测到发射波长的昆虫物种可以被吸引或引诱到信息素，犹如它分别是交配信号或集合的呼叫。第二种类型的行为是排斥行为。如果发射波长太强或代表昆虫物种将感知为威胁的事物，昆虫物种会被信号压垮和排斥，或在感知的威胁的事件中寻求逃避行动或庇护。第三种类型的行为是迷惑或混乱响应，其当发射波长破坏昆虫物种的正常行为时发生。当一些昆虫物种被暴露于某些发射波长时，它们的行为被破坏。昆虫物种可以例如变得异常活跃，耗尽它们自己的能量资源，使得它们不能适当地交配，或使得它们比预期死亡的早。它们的能量资源的耗尽还可以产生不健康的后代，最终导致昆虫种群的整体减少。

不同类型的昆虫物种的行为可以受到不同的发射波长影响。这些不同的波长可以包括相同CCI的不同的发光波长，或不同的波长可以包括多种CCI的发光波长。因此，针对不同类型的昆虫物种，一种CCI可以被用作吸引剂、排斥剂或破坏剂。此外，相同的昆虫物种可以针对一种CCI展示一种类型的响应，以及针对不同CCI展示另一种类型的响应。

在使用大量物理CCI的昆虫捕获器或诱捕器中已经发现多种限制。一种限制是经一段时间后CCI的减少的功效。减少的功效可以由CCI的发光随着时间和使用的逐渐衰减导致，和/或由在距离CCI增加的距离处有效性的减小导致。为了补偿减少的功效，更大数量的捕获器会被使用，使得这种害虫控制方法昂贵。另一种限制是当不使用时，不能禁用这些基于CCI的捕获器。

可以通过利用模仿CCI的装置替换物理CCI来克服这些限制。例如，下面讨论的实施例人工模拟上述的CCI的发射特性，使得不需要使用真实的物理CCI。在下面的实施例中，为了简单起见，CCI将在本文指代通过光致发光，特别地通过荧光发射辐射。应该明白，下面的实施例还可以被应用到具有以上讨论的其它发光特性的任何特性的CCI。

根据实施例的一种人工模拟化合物的发射的方法

图1示出了根据实施例用于人工模拟CCI的光子发射的方法的流程图。

在步骤110中，CCI被识别。该识别可以基于作为引起一种或多种以上讨论的行为响应的目标的昆虫物种的类型。示例是已知吸引雄性印度谷螟的性信息素。

在步骤120中，确定识别的CCI的吸收谱。吸收谱包括可以从查找表确定的IR波长和/或UV-Vis波长，可以从存储介质访问所述查找表。在实施例中，查找表存储不同CCI的预定吸收谱。可以例如根据经验获取或基于下面参考图4和图5描述的模型通过数学建模获取预定吸收谱。

在实施例中，识别的CCI的预定经验吸收谱是通过光学光谱仪(诸如但不限于衰减全反射(ATR)FTIR光谱仪)获取的。ATR-FTIR光谱仪利用全内反射现象。针对ATR-FTIR光谱仪，CCI可以被放置为紧密接触在IR频率范围中透明的ATR晶体。来自IR源的辐射束可以穿过ART晶体，而容许辐射束在ATR晶体内反射多次。反射辐射束可以穿透进靠近放置的CCI几纳米。该穿透可以导致CCI吸收反射辐射束的一部分并且因此反射辐射束会丢失以被CCI吸收的波长的能量。所得到的离开ATR晶体的衰减辐射束可以被耦接到处理设备的检测器检测。处理设备可以从检测到的辐射束确定CCI的吸收谱。例如，图2示出了通过ATR-FTIR光谱仪根据经验确定的CCI的示例IR吸收谱。

再次参考图1，在步骤130中，可以使用数学模型(“MM-130”)将斯托克斯位移应用到确定的吸收谱。如本文所使用的斯托克斯位移指的是针对分子中的相同电子跃迁的吸收谱和发射谱的带极大值的位置之间的波长或频率中的差。如本文所使用的带极大值分别指的是吸收谱或发射谱中的带的峰吸收或发射。因此，将斯托克斯位移应用到吸收带的波长可以提供对应的发射带的近似波长。根据实施例，可以从具有与识别的CCI相似的分子结构的化合物的吸收和发射谱确定应用到吸收谱的斯托克斯位移。选择性地，可以从识别的CCI的分子建模确定斯托克斯位移。为了斯托克斯位移的应用，确定的斯托克斯位移值连同确定的吸收谱可以被馈入MM-130。MM-130可以通过将确定的斯托克斯位移值增加到对应的吸收谱的带极大值来执行吸收谱的横向位移。

在实施例中，斯托克斯位移可以被应用到确定的吸收谱的所有的吸收带极大值。选择性地，斯托克斯位移可以被应用到确定的吸收谱的选择的一个或多个主波长。例如，图2的吸收谱的峰202、204和206可以被选择为主波长峰。可以使用MM-130应用与峰202、204和206对应的斯托克斯位移。根据实施例，选择的一个或多个主波长峰可以被手动输入到MM-130或可以基于在MM-130中提供的选择标准通过MM-130选择。

在步骤140中，基于步骤130中斯托克斯位移对CCI的确定的吸收谱的应用近似识别的CCI的发射谱。根据实施例，MM-130输出对应于CCI的斯托克斯位移的吸收谱的近似发射谱。在另一实施例中，MM-130输出对应于识别的CCI的吸收谱的经斯托克斯位移的一个或多个主波长峰的识别的CCI的发射谱的一个或多个主波长峰。

在步骤150中，基于识别的CCI的近似发射谱人工生成辐射信号。根据实施例，辐射信号的人工生成可以涉及基于近似的发射谱或发射谱的近似的一个或多个主波长开发数学模型(“MM-150”)。根据实施例，开发的MM-150可以被用于对辐射发射器进行编程以发射与近似发射谱的一个或多个波长对应的信号。辐射发射器和辐射发射器的编程的示例实施例在下面参考图11和图12描述。

应该明白，如上所述的数学模型MM-130和MM-150可以是不同的数学模型，或可以是具有不同算法的数学模型的部分。

根据另一实施例的一种人工模拟化合物的发射的方法

图3说明了根据另一实施例用于基于CCI的分子建模人工模拟CCI的光子发射的方法的流程图。

图3说明了根据实施例用于人工模拟CCI的发射的方法的流程图。

在步骤310中，CCI被识别。该识别可以基于作为引起一种或多种以上讨论的行为响应的目标的昆虫物种的类型。示例CCI是用于吸引雄性印度谷螟、一些其它存储产品蛾和一些雄性粘虫成体的主性信息素组分，顺-9,反-12-十四碳烯醇醋酸酯。

在步骤320中，识别的CCI的分子的基态被建模或预测。分子可以具有离散能级。被分子的电子占有的最低能级被称为分子的基态。可以通过分子建模方法对识别的CCI的基态进行建模。分子建模可以专注于预测CCI内的各个分子中的电子的行为。根据各种实施例，可以使用分子建模的各种方式(诸如半经验方法、分子力学方法，分子动力学方法、“从头算”(或“第一原理”)电子结构方法或密度泛函理论(DFT)方法)对基态进行建模。DFT也可以被认为是“从头算”方法中的一种。根据各种实施例，可以使用“从头算”方法(诸如但不限于Hartree-Fock方法、PostHartree-Fock方法或DFT方法)对基态进行建模。Hartree-Fock方法是首次成功的方法中的一种，并且被用作更精细的Post-Hartree-Fock方法的起点。Post-Hartree-Fock方法可以包括只在原始Hartree-Fock方法中平均的电子相关。可以存在与Post-Hartree-Fock方法相关的多参考方法，其包括多组态自洽场方法、多参考单双激发组态相互作用方法以及N电子价态扰动理论方法。这些方法使用不止一个行列式(determinant)，并且因此不是严格Post-Hartree-Fock方法。DFT方法可以通过用电子密度替换多体电子波函数作为基本量来尝试同时解决Hartree-Fock和Post-Hartree-Fock方法的不精确和高计算需求。根据各种实施例，可以使用局部密度近似(LDA)、广义梯度近似(GGA)或GGA和Hartree-Fock项的混合来执行DFT方法中的计算。LDA泛函包含与电子密度相关的项，而GGA泛函包含既依赖电子密度又依赖密度梯度的项。该混合方法可以通过结合GGA电子密度泛函与电子的自相互作用的HartreeFock的校正来提供更精确的计算。

步骤320可以包括在对识别的CCI的基态进行建模中涉及的在图4中示出的子步骤410-470。在子步骤410，分子建模方法被选择。选择的分子建模方法可以是上述方法中的一种或适用于化合物的分子建模的任意其它常规方法。在子步骤420中，用于选择的分子建模方法的算法被选择。例如，在实施例中，B3LYP算法可以被选择用于使用DFT分子模型以对CCI的基态进行建模。B3LYP算法是其中来自例如Becke的交换泛函的交换能量与来自Hartree-Fock理论的精确能量结合的混合泛函。连同组分交换和相关泛函，三个参数定义混合泛函，指定混合泛函中的交换能量的量。根据实施例，可以在高斯建模软件中执行选择的算法。

在子步骤430中，用于实现选择的分子模型的计算的基组(basisset)被选择。例如，在实施例中，6-31G*基组可以被选择。针对原子H至Zn定义的6-31G*基组是化合价双zeta偏振基组，其添加到在原子Li至Ca的每个上的6-31G*基组6d型笛卡尔高斯偏振函数和在原子Sc至Zn的每个上的6-31G*基组10f型笛卡尔高斯偏振函数。基组可以被称为一组函数(称为基函数)，其被以线性组合结合(通常作为量子化学计算的部分)以创建分子轨道。通常，结果的精确度可以取决于电子相关的程度和使用的基组的大小。“从头算”或DFT计算的一些部分所需的处理时间可以依赖于实施例中基函数的数目。因此，计算的成本可以随着基组大小和电子相关的量的增加而增加。在实施例中，在高斯建模软件包中执行选择的基组。

在子步骤440中，针对识别的CCI的基态几何结构的优化被执行。几何结构优化指的是一种进行粗略的几何近似并且使近似尽可能精确的方法。根据实施例，选择用于优化的CCI的起始分子几何结构可以是由制造商提供的CCI的原子构成的代表，或使用如GaussView的图形界面的CCI的原子构成的人工构造代表。几何结构优化可能需要许多循环以便以使能量最小化的方式移动原子。可以通过计算每个原子上的力和执行其中逐步地轻微移动原子直到能量梯度被最小化的迭代过程来执行最小化。该能量梯度可以被称为相对于所有原子的运动的能量的导数。当能量梯度是零(指示势能面(PES)中的最小值)时，可以获得优化的基态几何结构，否则可以修改选择的分子几何结构并且可以重复几何结构优化循环。在实施例中，在高斯建模软件包中执行几何结构优化。

子步骤440的几何结构优化中的计算可以假设CCI的分子结构中的原子核位置的理想视图并且忽略存在于分子中的振动(玻恩–奥本海默近似)。实际上，分子中的原子核持续运动，并且在处于平衡状态时，这些振动是有规律的并且可预测的，并且可以通过它们的特征谱识别分子。因此，为了说明这些振动在CCI的分子结构中的存在，可以基于CCI的基态的优化几何结构(子步骤440)在子步骤450中计算谐振动频率。频率计算依赖于相对于原子核位置的电子能量的二次导数。频率计算可以输出本征值(频率)和本征向量(正常模式)。虚频率可以由输出中的负频率表示。在实施例中，可以在高斯建模软件包中执行频率计算。

在子步骤460中，来自频率计算的结果被图形化表示以提供识别的CCI的模拟IR吸收谱。可以使用各种谐波函数从跃迁矩积分计算振动强度。当与实验基础振动频率比较时，在计算的谐振动频率中可能存在系统误差。这可以部分归因于电子-电子相互作用的不精确描述和振动强度计算中的非谐性的忽略。因此，比例因子可以被应用以补偿模型和实验信息之间的已知偏差和/或用于非谐性的计算可以被在模型中应用。

在子步骤470中，评估用于对识别的CCI的基态进行建模的选择的分子模型(子步骤410)的适合度。在实施例中，通过将模拟的IR吸收谱适合(fit)到根据经验确定的识别的CCI的IR吸收谱执行评估。在另一实施例中，可以通过检查频率计算(子步骤460)中的虚频率的数目来执行评估。虚频率的存在可以指示基态的不稳定模型。可以利用不同的选择的基组、算法、分子建模方法或它们的任意组合重复子步骤410-470直到在预测的和经验的IR吸收谱之间获得最好的适合度或确定稳定模型。

再次参考图3，接着步骤320中的基态的建模，在步骤330中计算CCI的分子结构中的非谐频率。可以基于在子步骤440中获得的优化的基态几何结构计算非谐频率。根据实施例，虽然步骤330被示出为在步骤320之后执行，但是步骤330的非谐频率计算反而可以在下面描述的步骤340后执行，和/或作为步骤320的部分和/或步骤340的部分执行。在选择性的实施例中，步骤330可以是可选择的步骤。

在步骤340中，识别的CCI的分子的激发态被建模或预测。分子的激发态可以指的是比基态具有更高能量的分子的任意量子态。根据各种实施例，使用分子建模的各种方法(诸如具有单激发的组态相互作用(CIS)方法、时间依赖密度泛函理论(TD-DFT)方法、PostHartree-Fock方法或多参考方法)可以对激发态进行建模。步骤340可以包括如图5中示出的在对识别的CCI的激发态进行建模中涉及的子步骤510-570。附加地或可选择地，步骤340可以包括如图6中示出的用于对识别的CCI的激发态进行建模的子步骤610-670。

在子步骤510中，选择分子建模方法。选择的分子建模方法可以是上述用于激发态的分子建模的方法中的一种。随后的子步骤520-530类似于如上所述的图4的子步骤420-430。在子步骤540中，基于如上所述的子步骤440的基态优化执行激发态的单点计算。

在子步骤550中，频率计算可以作为Franck-Condon-Herzberg-Teller方法的部分被执行。在子步骤560中，来自单点计算和任意频率计算的结果被图形化表示，以提供识别的CCI的模拟的UV-Vis吸收谱。

在子步骤570中，评估用于对识别的CCI的激发态进行建模的选择的分子模型的适合度。可以利用不同的选择的基组、算法、分子建模方法或它们的任意组合重复子步骤510-570，直到在预测的和经验的吸收谱之间获得最好的适合度或确定稳定模型。

在子步骤610中，选择分子建模方法。选择的分子建模方法可以是上述用于激发态的分子建模的方法的一种。随后的子步骤620-630类似于如上所述的图4的子步骤420-430。在子步骤640中，执行激发态几何结构的优化。子步骤640类似于如上所述的图4的子步骤440。

在子步骤650中，类似于如上所述的图4的子步骤450执行频率计算。在子步骤660，来自频率计算的结果被图形化表示，以提供识别的CCI的模拟的激发态IR振动谱。在实施例中，已知为Franck-Condon-Herzberg-Teller方法的另一频率计算可以确定CCI的模拟的UV-Vis发射谱的进一步的斯托克斯位移。可以从优化的激发态几何结构提取模拟的UV-Vis发射谱。

在子步骤670中，通过检查频率计算(子步骤660)中的虚频率的数目执行评估。虚频率的存在可以指示激发态的不稳定模型。可以利用不同的选择的基组、算法、分子建模方法或它们的任意结合重复子步骤610-670，直到在预测的和经验的吸收谱之间获得最好的适合度或确定稳定模型。

再次参考图3，接着激发态的建模(步骤340)，在步骤350中，基于用于建模的激发态和基态的选择的分子模型的频率计算产生模拟的IR发射谱。

在步骤360中，基于识别的CCI的发射谱人工生成辐射信号。辐射信号的人工生成可以涉及基于建模的发射谱开发数学模型(“MM-360”)。根据实施例，开发的MM-360可以被用于对辐射发射器进行编程，以发射与建模的发射谱的波长对应的信号。在另一实施例中，MM-360被用于基于在MM-360中提供的选择标准选择建模的发射谱的一个或多个主波长以及对辐射发射器进行编程，以发射与这些选择的一个或多个主波长对应的信号。辐射发射器和辐射发射器的编程的示例实施例在下面参考图11和12描述。

图7和8分别示出了使用与以上参考图3、4、5和6描述的方法类似的分子建模方法确定的信息素分子的示例模拟IR吸收谱和示例模拟激发态IR振动谱的绘图。

根据另一实施例的一种人工模拟化合物的发射的方法

图9示出了根据另一实施例的用于人工模拟CCI的光子发射的方法的流程图。

在步骤910中，CCI被识别。该识别可以基于作为引起一种或多种以上讨论的行为响应的目标的昆虫物种的类型。示例是已知吸引雄性印度谷螟的性信息素。

在步骤920中，通过光学光谱仪(诸如但不限于傅立叶变换红外(FT-IR)光谱仪)根据经验确定识别的CCI的发射谱。在通过FT-IR光谱仪确定识别的CCI的IR发射谱中涉及的示例步骤在图10中示出。在步骤1010中，识别的CCI被来自热IR源的不相干和连续辐射束照射。随后，在步骤1020中来自被照射的CCI的发射被导向到干涉仪，诸如迈克尔逊干涉仪。在步骤1030中，干涉仪产生与从辐射的CCI接收的发射波长对应的干涉图信号。产生的干涉图信号具有独特性质，即信号的每个数据点具有关于从被照射的CCI接收的发射的每个红外频率的信息。在接着的步骤1040中，通过耦接到处理设备的检测器检测干涉图信号。在步骤1050中，处理设备可以傅立叶变换检测到的干涉图，以用于来自被照射的CCI的发射的谱分析。

再次参考图9，接着步骤920，基于根据经验确定的发射谱在步骤930中人工生成IR辐射信号。IR辐射信号的人工生成可以涉及基于根据经验确定的发射谱开发数学模型(“MM-930”)。根据实施例，开发的MM-930可以被用于对辐射发射器进行编程以发射与根据经验确定的发射谱的波长对应的IR信号。在另一实施例中，MM-930被用于基于在MM-930中提供的选择标准选择根据经验确定的发射谱的一个或多个主波长，并且对辐射发射器进行编程以发射与这些选择的一个或多个主波长对应的IR信号。辐射发射器和辐射发射器的编程的示例实施例在下面参考图11和12描述。

根据实施例的用于影响昆虫物种的行为的装置

图11示出了根据实施例的用于在昆虫物种中引起行为响应的装置1100的示意图。装置1100包括外壳1110、辐射发射器1120、导向装置1130、处理设备1140、电源1150、天气传感器1141和环境传感器1142。

在实施例中，外壳1110被配置为保持辐射发射器1120和导向装置1130。虽然电源1150和处理设备1140在图11中被示出为放置在外壳1110的外面，但是在选择性的实施例中它们可以被放置在外壳1110内。外壳1110不局限于具有如图11中示意地示出的直边形状；相反它可以被配置为任意类型的几何形状，诸如但不限于长方体、圆柱形、球形或椭圆形。如图11中示出的，外壳1110的侧面1111对从辐射发射器1120发射的导向辐射1121可以是透射的。在实施例中，光学透射侧面1111可以包括策略定位的UV、Vis或IR透射窗(未示出)以容许来自辐射发射器1120的导向辐射1121的发射。选择性地，光学透射侧面1111可以包括形成外壳1110的侧面1111的窗(未示出)。在实施例中，外壳1110被配置为不受天气影响并且能够被安装或便携地部署在农业和储粮环境中。

根据实施例，辐射发射器1120包括套1122、辐射源1160和光学滤波器系统1170。套1122可以被配置为保持辐射源1160和光学滤波器系统1170。辐射源1160可以被配置为发射辐射1161。辐射源1160可以包括一个或多个设备，诸如但不限于，黑体辐射器、一个或多个发光二极管、或一个或多个激光器。光学滤波器系统1170可以包括多个光学滤波器，其中每个光学滤波器被配置为选择性地容许不同波长或不同波长组的UV、Vis或IR辐射1161的透射。可以通过包括在套1122中的孔1123从辐射发射器1120发射光学滤光的辐射1171。选择性地，辐射发射器1120可以只包括辐射源1160。

在实施例中，导向装置1130被配置为以期望的方向对离开辐射发射器1120的套1122的经过滤的辐射1171进行导向。在实施例中，导向装置1130的位置可以被主控制器(未示出)控制。

在实施例中，处理设备1140被耦接到辐射发射器1120。处理设备1140可以被配置为对辐射发射器1120进行编程，以发射具有识别为在目标昆虫物种中引起行为响应的一种或多种CCI的发射谱的一个或多个波长的辐射1171。对辐射发射器1120进行编程可以涉及执行数学模型或内部地存储或经由有线或无线遥测接收外部执行的数学模型(诸如但不限于，针对一种或多种CCI的MM-150、MM-360或MM-930)的结果。基于根据经验确定的、根据半经验确定的或通过建模确定的CCI的发射谱可以开发如以上参考图1、3、4、5和6描述的这些数学模型。基于这些数学模型中的一个或多个的执行，处理设备1140可以启用辐射源1160的操作并且在光学滤波器系统1170中选择光学滤波器以产生辐射1171。产生的辐射1171的谱可以模仿识别为在目标昆虫物种中引起行为响应的CCI的经验的或建模的发射谱或主波长。产生的辐射1171的谱还可以包括不是根据经验确定的或建模的额外的波长。产生的辐射1171的谱还可以只包括根据经验确定的或建模的波长的总数目的子集。

在实施例中，电源1150被耦接到辐射发射器1120。电源1150可以是电池或任何类型的电力供应，包括但不限于调整或未调整的电力供应、太阳能电池以及可以外部地控制或调制以便产生变化的电压、电流和波形的电力供应。电源1150可以被配置为控制从辐射发射器1120发射的辐射1171的强度。可以通过调整辐射源1160的电力来控制辐射1171的强度。增大辐射1171的强度可以增大其中昆虫物种的行为可以被影响的体积区域。辐射1171的强度越大，昆虫物种就越有可能能够检测辐射和对辐射作出反应。辐射1171的电力控制还可以提供优于用于害虫种群控制的杀虫剂的生态益处。虽然部署在区域中的杀虫剂有助于消灭该区域中的目标昆虫物种，但是控制辐射的输出可以限制目标昆虫物种的繁殖而非消灭它们，从而帮助最小化生态破坏。

在实施例中，处理设备1140被配置为导致电源1150从辐射源1160产生各种类型的发射。各种类型的发射的示例包括但不限于连续波发射、脉冲发射、脉冲宽度调制发射、幅度调制发射、频率调制发射或它们的任意结合。根据实施例，处理设备1140可以被进一步配置为对电源1150和辐射源1160进行白天、夜间或任意类型的每日时刻编程控制。天气传感器1141和环境传感器1142可以被连接到处理设备1140以容许处理设备1140根据环境或天气条件对电源1150和辐射源1160进行独立算法控制。例如，当下雨时，当温度低于或超过预定阈值时，或当是白天或夜间时，处理设备1140可以禁用电源1150和辐射发射器1160。处理设备1140可以直接或间接连接到键盘输入、显示屏、各种I/O和对本领域技术人员已知的其它辅助设备(未示出)。

在实施例中，辐射源1160可以被直接连接到电源1150。辐射源1160可以是以识别为在目标昆虫物种中引起行为响应的一种或多种CCI的发射谱的一个或多个波长发射辐射的单个LED或LED布置。

应该注意，为简单起见，装置1100在图11被示出为包括辐射发射设备1160、光学滤波器系统1170和导向装置1130的仅一个布置，导向装置1130用于发射辐射1121通过外壳1110的仅一个侧面1111。然而，如基于本文的描述将被本领域技术人员明白的，装置1100可以被配置为发射辐射通过外壳1110的其它光学透射侧面，或可以包括任意数目的配置为发射辐射通过外壳1110的其它光学透射侧面的这种布置。在实施例中，装置1110可以简单地包括电源1150和配置为发射辐射1161的辐射源1160。

根据另一实施例的用于影响昆虫物种的行为的装置

图12示出了根据另一实施例的用于在昆虫物种中引起行为响应的装置1200的示意图。装置1200包括外壳1210、辐射发射器1220、导向系统1230、处理设备1140、电源1150、天气传感器1141、以及环境传感器1142。

在实施例中，外壳1210被配置为保持辐射发射器1120和导向系统1230。根据示例实施例，外壳1210对从辐射发射器1120发射的导向辐射1121可以是透射的。根据示例实施例，如图12中示出的，外壳1210的侧面1211和1212可以被配置为对以多个方向从辐射发射器1220发射的辐射1121是光学透射的。光学透射侧面1211和1212可以各自包括策略定位的UV、Vis或IR透射窗(未示出)以容许导向辐射1121的发射。选择性地，侧面1211和1212可以各自包括形成外壳1210的侧面1211和1212的透射窗(未示出)。选择性地，外壳1200的所有侧面对从辐射发射器1220发射的辐射可以是透射的。

根据实施例，辐射发射器1220包括套1122、辐射源1260和光学滤波器系统1170。套1122可以被配置为保持辐射源1260和光学滤波器系统1170。辐射源1260可以被配置为以多个方向发射辐射1261。辐射源1260可以包括一个或多个设备，诸如但不限于黑体辐射器或发光二极管。光学滤波器系统1170可以包括多个光学滤波器，其中每个光学滤波器被配置为选择性地容许不同波长或不同波长组的辐射1161的透射。可以通过包括在套1122中的孔1123从辐射发射器1120发射光学滤光的辐射1171(图12)。

在实施例中，导向系统1230包括与导向装置1130类似的多个导向装置。根据各种实施例，每个导向装置1130的位置可以被主控制器或各个控制器(未示出)控制。

在实施例中，处理设备1140被耦接到辐射发射器1220。处理设备1140可以被配置为以与参考图11针对辐射发射器1120描述的方式类似的方式对辐射发射器1220进行编程。电源1150可以被耦接到辐射发射器1220并且可以被配置为控制从辐射发射器1220发射的辐射1171的强度。通过调整辐射源1260的电力可以控制辐射1171的强度。电源1150可以是电池或任意类型的电力供应，包括但不限于调整或未调整的电力供应、太阳能电池以及可以外部地控制或调制以便产生变化的电压、电流和波形的电力供应。

在实施例中，处理设备1140被配置为导致电源1150以与参考图11针对辐射源1160描述的方式类似的方式从辐射源1260产生各种类型的发射。根据实施例，处理设备1140可以被进一步配置为对电源1150和辐射源1260进行白天、夜间或任意类型的每日时刻编程控制。天气传感器1141和环境传感器1142可以被连接到处理设备1140以容许处理设备1140根据环境或天气条件对电源1150和辐射源1260进行独立算法控制。例如，当下雨时，当温度低于或超过预定阈值时，或当是白天或夜间时，处理设备1140可以禁用电源1150和辐射源1260。处理设备1140可以直接或间接连接到键盘输入、显示屏、各种I/O和对本领域技术人员已知的其它辅助设备(未示出)。

示例计算机系统

本发明的各个方面可以在软件、固件、硬件或它们的结合中实现。图13是其中本发明的实施例或它们的部分可以作为计算机可读代码实现的示例计算机系统1300的说明。例如，分别由图1、3-6和9-10的流程图100、300、400、500、600、900和1000说明的方法可以在系统1300中实现。本发明的各种实施例依据该示例计算机系统1300描述。阅读该说明书之后，如何使用其它计算机系统和/或计算机架构实现本发明的实施例对本领域技术人员变得明显。

应当注意，本发明的各种实施例的模拟、合成和/或制造可以通过计算机可读代码的使用部分地实现，该计算机可读代码包括一般程序语言(诸如C或C++)，硬件描述语言(HDL)，例如VerilogHDL、VHDL、AlteraHDL(AHDL)或其它可用编程和/或原理图捕获工具(诸如电路捕获工具)。该计算机可读代码可以设置在任意已知的计算机可用介质中，包括半导体、磁盘、光盘(诸如CD-ROM，DVD-ROM)。照此，可以通过通信网络(包括互联网)传送代码。明白的是完成的功能和/或由如上所述的系统和技术提供的结构可以存在于存储器中。

计算机系统1300包括一个或多个处理器，诸如处理器1304。处理器1304被连接到通信基础结构1306(例如，总线或网络)。

计算机系统1300还包括主存储器1308(诸如随机存取存储器(RAM))，并且还可以包括辅助存储器1310。辅助存储器1310可以包括例如硬盘驱动器1312、可移除存储驱动器1314、和/或存储器棒。可移除存储驱动器1314可以包括软盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器、闪存等。可移除存储驱动器1314以已知的形式从可移除存储单元1318读取和/或写入到可移除存储单元1318。可移除存储单元1318可以包括软盘、磁带、光盘、闪存驱动器等，其被可移除存储驱动器1314读取和写入。如将被本领域技术人员所理解的，可移除存储单元1318包括在其中存储计算机软件和/或数据的计算机可读存储介质。

计算机系统1300(任选地)包括传送来自通信基础结构1306(或来自未示出的帧缓冲器)的图形、文字和其它数据的显示接口1302(其可以包括输入和输出设备1303，诸如键盘、鼠标等)，用于在显示单元1330上显示。

在选择性的实现中，辅助存储器1310可以包括容许计算机程序或其它指令加载到计算机系统1300的其它类似的设备。这种设备可以包括例如可移除存储单元1322和接口1320。这种设备的示例包括程序盒式存储器和盒式存储器接口(诸如在视频游戏设备中发现的那些)、可移除存储器芯片(例如，EPROM或PROM)和相关联的插座以及其它可移除存储单元1322和接口1320，接口1320容许软件和数据从可移除存储单元1322传递到计算机系统1300。

计算机系统1300还可以包括通信接口1324。通信接口1324容许软件和数据在计算机系统1300和外部设备之间传递。通信接口1324可以包括调制解调器、网络接口(诸如以太网卡)、通信端口、PCMCIA槽和卡等。经由通信接口1324传递的软件和数据是以可以是电子的、电磁的、光学的信号或能够被通信接口1324接收的其它信号的形式。这些信号经由通信路径1326被提供到通信接口1324。通信路径1326输送信号并且可以使用导线或线缆、光纤、电话线、蜂窝电话链路、RF链路或其它通信信道来实现。

在该文件中，术语“计算机程序存储介质”和“计算机可读存储介质”一般被用于指非暂时性介质，诸如可移除存储单元1318、可移除存储单元1322以及安装在硬盘驱动器1312中的硬盘。计算机程序存储介质和计算机可读存储介质还可以指存储器，诸如主存储器1308和辅助存储器1310，其可以是存储器半导体(例如，DRAM等)。这些计算机程序产品将软件提供到计算机系统1300。

计算机程序(也称作计算机控制逻辑)被存储在主存储器1308和/或辅助存储器1310中。计算机程序还可以经由通信接口1324被接收。这种计算机程序当被执行时使得计算机系统1300能够实现本文讨论的本发明的实施例。特别地，计算机程序当被执行时使得处理器1304能够实现本发明的实施例的过程，诸如以上讨论的可以在系统1300中实现的分别由图1、3-6和9-10的流程图100、300、400、500、600、900和1000示出的方法中的步骤。当使用软件实现本发明的实施例时，使用可移除存储驱动器1314、接口1320和硬盘驱动器1312或通信接口1324可以将该软件存储在计算机程序产品中或加载到计算机系统1300。

本发明的实施例还涉及包括存储在任意计算机可读存储介质上的软件的计算机程序产品。这种软件当被在一个或多个数据处理设备中执行时致使数据处理设备(一个或多个)如本文描述地操作。本发明的实施例采用现在已知的或未来会知的任意计算机可读介质。计算机可读存储介质的示例包括但不限于非暂时性主存储设备(例如，任意类型的随机存取存储器)以及非暂时性辅助存储设备(例如，硬盘驱动、软盘、CDROMS、ZIP盘、磁带、磁存储设备、光学存储设备、MEMS、纳米技术存储设备等)。本发明的实施例可以选择性地采用通信介质(例如，有线和无线通信网络、局域网、广域网、以太网等)。

尽管以上已经描述了本发明的各种实施例，但是应该明白它们作为示例呈现，而不是作为限制。对本领域技术人员明显得是在不脱离本发明的精神和范围的情况下在其中可以进行形式和细节的各种改变。因此，本发明不应受到任意如上所述的示例性实施例限制，而是仅根据随后的权利要求和它们的等价物来限定。

Claims (65)

1.一种用于在昆虫物种中导致行为响应的装置，所述装置包括：

外壳；

设置在外壳内的辐射发射器，所述辐射发射器被配置为以模拟感兴趣的化合物的发射谱的一个或多个波长发射辐射，所述感兴趣的化合物在昆虫物种中导致行为响应；

导向装置，被配置为对发射的辐射进行导向；以及

电源，被耦接到辐射发射器并且被配置为控制发射的辐射的强度。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述发射的辐射包括红外辐射。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述发射的辐射包括可见辐射。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述发射的辐射包括紫外辐射。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述辐射发射器包括：

至少一个光学滤波器；以及

黑体辐射器，被配置为通过所述至少一个光学滤波器以模拟发射谱的所述一个或多个波长发射辐射。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述辐射发射器包括：

至少一个光学滤波器；以及

多个发光二极管，被配置为通过所述至少一个光学滤波器以模拟发射谱的所述一个或多个波长发射辐射。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述辐射发射器包括：

至少一个光学滤波器；以及

一个或多个激光器，被配置为通过所述至少一个光学滤波器以模拟发射谱的所述一个或多个波长发射辐射。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述辐射发射器还被编程为以模拟不同的感兴趣的化合物的发射谱的一个或多个波长发射辐射，所述不同的感兴趣的化合物在不同的昆虫物种中导致行为响应。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述辐射发射器还被编程为以模拟不同的感兴趣的化合物的发射谱的一个或多个波长发射辐射，所述不同的感兴趣的化合物在昆虫物种中导致不同的行为响应。

10.根据权利要求1所述的装置，其中所述辐射发射器的电力是可变的。

11.根据权利要求1所述的装置，其中所述辐射发射器的电力是可编程的。

12.根据权利要求1所述的装置，其中所述辐射发射器被配置为发射在300nm与30μm之间的辐射。

13.根据权利要求1所述的装置，其中根据经验确定模拟感兴趣的化合物的发射谱的所述一个或多个波长。

14.根据权利要求1所述的装置，其中通过将斯托克斯位移应用到感兴趣的化合物的辐射吸收谱来确定模拟感兴趣的化合物的发射谱的所述一个或多个波长。

15.根据权利要求1所述的装置，其中所述感兴趣的化合物是信息化合物。

16.根据权利要求15所述的装置，其中所述信息化合物是信息素、利它素、利己素或互益素中的至少一种。

17.根据权利要求1所述的装置，其中所述感兴趣的化合物是气味剂。

18.根据权利要求1所述的装置，其中所述电源被配置为控制来自辐射发射器的发射的类型的产生。

19.根据权利要求18所述的装置，其中从辐射发射器产生的发射的类型是连续波发射、脉冲发射、脉冲宽度调制发射、幅度调制发射、或频率调制发射。

20.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括被配置用于辐射发射器和电源的每日时刻编程的处理设备。

21.根据权利要求20所述的装置，所述装置还包括耦接到处理设备的天气传感器，所述天气传感器被配置为容许处理设备算法根据天气条件对辐射发射器和电源进行控制。

22.根据权利要求20所述的装置，所述装置还包括耦接到处理设备的环境传感器，所述环境传感器被配置为容许处理设备算法根据环境条件对辐射发射器和电源进行控制。

23.一种用于在昆虫物种中导致行为响应的装置，所述装置包括：

辐射发射器，被配置为以模拟感兴趣的化合物的发射谱的一个或多个波长发射辐射，所述感兴趣的化合物在昆虫物种中导致行为响应；以及

直接耦接到辐射发射器的电源。

24.根据权利要求23所述的装置，其中所述感兴趣的化合物是信息化合物。

25.根据权利要求24所述的装置，其中所述信息化合物是信息素、利它素、利己素或互益素中的至少一种。

26.根据权利要求23所述的装置，其中所述感兴趣的化合物是气味剂。

27.一种人工模拟感兴趣的化合物的发射的方法，所述方法包括：

识别感兴趣的化合物，所述感兴趣的化合物在昆虫物种中导致行为响应；

确定感兴趣的化合物的辐射吸收谱，所述吸收谱包括至少一个吸收波长值；

将斯托克斯位移应用到所述吸收谱的所述至少一个吸收波长值；

基于所述应用近似感兴趣的化合物的发射谱，所述发射谱包括至少一个发射波长值。

28.根据权利要求27所述的方法，所述方法还包括：

基于近似的发射谱人工生成辐射信号，其中所述辐射信号在昆虫物种中导致行为响应。

29.根据权利要求28所述的方法，其中所述人工生成包括：

基于近似的发射谱开发数学模型；以及

对辐射发射器进行编程以发射对应于所述数学模型的辐射信号。

30.根据权利要求27所述的方法，其中：

确定包括确定辐射吸收谱中的主波长峰的值；

应用包括将斯托克斯位移应用到主波长峰的值；以及

近似包括基于应用的斯托克斯位移近似发射谱的主波长峰。

31.根据权利要求30所述的方法，所述方法还包括：

人工生成辐射信号，所述辐射信号具有与感兴趣的化合物的发射谱的近似的主波长峰对应的一个或多个波长，其中所述辐射信号在昆虫物种中导致行为响应。

32.根据权利要求27所述的方法，所述方法还包括：

对辐射发射器进行编程以便以近似的发射谱的一个或多个波长发射辐射。

33.根据权利要求27所述的方法，其中所述感兴趣的化合物的发射谱包括在300nm与30μm之间的波长。

34.根据权利要求27所述的方法，其中所述感兴趣的化合物是信息化合物。

35.根据权利要求34所述的方法，其中所述信息化合物是信息素、利它素、利己素或互益素中的至少一种。

36.根据权利要求27所述的方法，其中所述感兴趣的化合物是气味剂。

37.一种人工模拟感兴趣的化合物的发射的方法，所述方法包括：

识别感兴趣的化合物，所述感兴趣的化合物在昆虫物种中导致行为响应；

对所述感兴趣的化合物的一个或多个基态进行建模；

基于所述建模的一个或多个基态对所述感兴趣的化合物的一个或多个激发态进行建模；以及

基于所述建模的一个或多个激发态的频率计算产生所述感兴趣的化合物的发射谱，所述发射谱包括至少一个发射波长值。

38.根据权利要求37所述的方法，其中对一个或多个基态进行建模包括：

基于选择的建模方法、建模算法和基组为所述感兴趣的化合物估计基态几何结构；

基于估计的基态几何结构执行频率计算；以及

基于频率计算产生所述感兴趣的化合物的吸收谱。

39.根据权利要求38所述的方法，其中对一个或多个基态进行建模还包括：

评估选择的建模方法的适合度；以及

当所述适合度不满足预定义的质量标准时，基于不同的建模方法和建模算法估计基态几何结构。

40.根据权利要求39所述的方法，其中所述预定义的质量标准包括稳定性和经验数据中的至少一个。

41.根据权利要求38所述的方法，其中所述选择的建模方法是半经验方法、分子力学方法、分子动力学方法、从头算电子结构方法或密度泛函理论方法中的至少一个。

42.根据权利要求37所述的方法，其中对一个或多个激发态进行建模包括：

基于选择的建模方法、建模算法和基组为感兴趣的化合物估计激发态几何结构；以及

基于估计的激发态几何结构执行频率计算。

43.根据权利要求42所述的方法，其中对一个或多个激发态进行建模还包括：

评估选择的建模方法的适合度；以及

当所述适合度不满足预定义的质量标准时，基于不同的建模方法和建模算法估计激发态几何结构。

44.根据权利要求43所述的方法，其中所述预定义的质量标准包括稳定性和经验数据中的至少一个。

45.根据权利要求42所述的方法，其中所述选择的建模方法是半经验方法、分子力学方法、分子动力学方法、从头算电子结构方法或基于时间的密度泛函理论方法中的至少一个。

46.根据权利要求37所述的方法，所述方法还包括：

基于模拟的发射谱人工生成辐射信号，其中所述辐射信号在昆虫物种中导致行为响应。

47.根据权利要求37所述的方法，其中所述感兴趣的化合物是信息化合物。

48.根据权利要求47所述的方法，其中所述信息化合物是信息素、利它素、利己素或互益素中的至少一种。

49.根据权利要求37所述的方法，其中所述感兴趣的化合物是气味剂。

50.一种人工模拟感兴趣的化合物的发射的方法，所述方法包括：

识别感兴趣的化合物，所述感兴趣的化合物在昆虫物种中导致行为响应；以及

通过傅立叶变换红外(FTIR)光谱仪根据经验确定所述感兴趣的化合物的发射谱。

51.根据权利要求50所述的方法，所述方法还包括：

基于根据经验确定的发射谱选择一个或多个峰波长；以及

对辐射发射器进行编程以便以所述根据经验确定的发射谱的一个或多个波长发射辐射。

52.根据权利要求50所述的方法，所述方法还包括：

基于所述根据经验确定的发射谱人工生成辐射信号，其中所述辐射信号在昆虫物种中导致行为响应。

53.根据权利要求50所述的方法，所述方法还包括：

人工生成辐射信号，所述辐射信号具有与所述感兴趣的化合物的所述根据经验确定的发射谱的主波长峰对应的一个或多个波长，其中所述辐射信号在昆虫物种中导致行为响应。

54.根据权利要求50所述的方法，其中所述感兴趣的化合物的发射谱包括在300nm与30μm之间的波长。

55.根据权利要求50所述的方法，其中所述感兴趣的化合物是信息化合物。

56.根据权利要求55所述的方法，其中所述信息化合物是信息素、利它素、利己素或互益素中的至少一种。

57.根据权利要求50所述的方法，其中所述感兴趣的化合物是气味剂。

58.一种装置，所述装置包括：

电源；

耦接到电源的辐射源，所述辐射源被配置为发射包括发光的感兴趣的化合物的至少一个波长的人工模拟的发射谱，所述发光的感兴趣的化合物在昆虫物种中导致行为响应。

59.根据权利要求58所述的装置，其中人工模拟的发射谱的至少一个波长包括红外辐射。

60.根据权利要求58所述的装置，其中人工模拟的发射谱的至少一个波长包括可见辐射。

61.根据权利要求58所述的装置，其中人工模拟的发射谱的至少一个波长包括紫外辐射。

62.根据权利要求58所述的装置，其中人工模拟的发射谱模拟发光的感兴趣的化合物的天然发射谱。

63.根据权利要求58所述的装置，其中所述感兴趣的化合物是信息化合物。

64.根据权利要求63所述的装置，其中所述信息化合物是信息素、利它素、利己素或互益素中的至少一种。

65.根据权利要求58所述的装置，其中所述感兴趣的化合物是气味剂。