通過基于算法的3D打印技術，可以遏制珊瑚生態(tài)系統的破壞

南極熊導讀，由于全球變暖和沿海地區(qū)加速城市化等諸多因素，世界上的珊瑚礁正在滅絕，這給海洋生物帶來了巨大的壓力，這是一篇關于研究3D打印技術遏制珊瑚生態(tài)系統的新方法。

2022年4月30日，南極熊獲悉，在《全面環(huán)境科學》雜志上發(fā)表的一篇論文中， 來自以色列的四所大學研究人員強調了他們?yōu)楸Ｗo珊瑚礁而開發(fā)的一種3D打印方法。該技術目前已用于拯救以色列南部沿海城市埃拉特附近的天然珊瑚礁，但他們還宣稱，新技術適用于全球所有海洋環(huán)境，未來可以有效遏制世界各地珊瑚生態(tài)系統的破壞。

△根據珊瑚的生物多樣性和核心特征對其構建三維結構并進行3D打印，然后使用分子和3D成像評估軟件進行分析對比。圖片來自海法大學Ofer Berman教授和Matan Yuval

“我們開發(fā)了一種全新的三維圖形軟件，可以高度還原從珊瑚生態(tài)系統中收集的數據，”Natalie Levy博士解釋說。

這項聯合研究由Bar-Ilan大學Mina和Everard Goodman生命科學學院的Oren Levy教授領導，以及以色列工學院建筑與城市規(guī)劃系教授Ezri Tarazi和海法大學教授Tali Treibitz等。

△在此可以找到關于《用于珊瑚礁未來改造的新興3D技術：使用基于自然設計的仿生結構增強生物多樣性》研究的更多內容（點我傳送門）

簡單的說，首先掃描珊瑚礁的水下照片。根據這些視覺信息，三維軟件解析珊瑚礁3D模型。為了保障數據的完整性，將數以千計的圖像被拍攝并發(fā)送到實驗室，用于解析計算珊瑚礁的復雜性，以及這種形式如何更好的促進珊瑚礁物種的多樣性。

接下來，研究人員使用一種基于分子方法收集環(huán)境遺傳信息，可提供有關珊瑚礁生物的準確數據。這些數據與其他參數相結合，并采用3D技術算法，從而可以構建珊瑚礁的交互模型。通過修改參數可以設計適用于不同環(huán)境下的珊瑚礁。

最后階段是采用3D打印技術生產珊瑚礁。

△該團隊在論文中總結道，如果我們要實現珊瑚礁和其他海洋棲息地的生態(tài)系統的恢復，應采取廣泛的行動。這將對社會經濟產生積極的作用，并從環(huán)境服務中獲得長期利益，可以在10年或更短的時間內收回投資。圖片來自海法大學Ofer Berman教授和Matan Yuval

該技術結合了3D掃描算法、環(huán)境DNA采樣和3D打印算法，可以深入和準確地檢查每個珊瑚礁的數據，并根據特定的珊瑚礁環(huán)境定制打印模型。此外，可以根據工作流程中收集到的信息將數據引用到算法中，以便在設計階段檢查設計的有效性和效率。

“現有的人工珊瑚礁難以復制天然珊瑚棲息地的復雜性，也難以真實再現自然環(huán)境下珊瑚礁物種。我們開發(fā)了一種全新的、可定制的3D掃描綜合技術，利用從珊瑚生態(tài)系統收集的真實數據，可生成可持續(xù)擴展的結構。

Berman 補充說：“使用基于算法的3D打印技術，未來可實現大規(guī)模的海洋修復工作。”

據研究人員稱，這項研究滿足了拯救珊瑚礁的兩個關鍵因素。首先是需要開發(fā)出可適用大規(guī)�；謴偷慕鉀Q方案。第二個是對珊瑚礁自然復雜性的再造，無論是在大小上，還是在設計上，這項技術將用于保護賴以珊瑚礁生存的魚類和無脊椎等海洋物種。