通過基于算法的3D打印技術(shù)，可以遏制珊瑚生態(tài)系統(tǒng)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(guān)于研究3D打印技術(shù)遏制珊瑚生態(tài)系統(tǒng)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(diào)了他們?yōu)楸Ｗo珊瑚礁而開發(fā)的一種3D打印方法。該技術(shù)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(shù)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(tǒng)的破壞。

△根據(jù)珊瑚的生物多樣性和核心特征對其構(gòu)建三維結(jié)構(gòu)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(tǒng)中收集的數(shù)據(jù)，”Natalie Levy博士解釋說。

這項聯(lián)合研究由Bar-Ilan大學Mina和Everard Goodman生命科學學院的Oren Levy教授領(lǐng)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(guān)于《用于珊瑚礁未來改造的新興3D技術(shù)：使用基于自然設(shè)計的仿生結(jié)構(gòu)增強生物多樣性》研究的更多內(nèi)容（點我傳送門）

簡單的說，首先掃描珊瑚礁的水下照片。根據(jù)這些視覺信息，三維軟件解析珊瑚礁3D模型。為了保障數(shù)據(jù)的完整性，將數(shù)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(guān)珊瑚礁生物的準確數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)與其他參數(shù)相結(jié)合，并采用3D技術(shù)算法，從而可以構(gòu)建珊瑚礁的交互模型。通過修改參數(shù)可以設(shè)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(shù)生產(chǎn)珊瑚礁。

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

該技術(shù)結(jié)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(shù)據(jù)，并根據(jù)特定的珊瑚礁環(huán)境定制打印模型。此外，可以根據(jù)工作流程中收集到的信息將數(shù)據(jù)引用到算法中，以便在設(shè)計階段檢查設(shè)計的有效性和效率。

“現(xiàn)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(xiàn)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(shù)，利用從珊瑚生態(tài)系統(tǒng)收集的真實數(shù)據(jù)，可生成可持續(xù)擴展的結(jié)構(gòu)。

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

據(jù)研究人員稱，這項研究滿足了拯救珊瑚礁的兩個關(guān)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(shè)計上，這項技術(shù)將用于保護賴以珊瑚礁生存的魚類和無脊椎等海洋物種。