珊瑚礁的重要性不僅僅在于它們的美麗。他們為漁業和旅游業做出貢獻,通過就業支持數百萬人的生計,幫助科學家開發治療癌癥和關節炎的藥物,并維持 25% 的海洋生物。海洋吸收了 29% 的過量二氧化碳排放,其中大部分被珊瑚礁吸收,在從大氣中去除二氧化碳方面發揮著重要作用。
但珊瑚正受到污染、氣候變化以及其他人類和環境影響的威脅。全球變暖、沿海地區城市化進程加快以及珊瑚白化——以及其他威脅——正在導致世界珊瑚礁的減少和滅絕。
來自以色列四所頂尖大學的科學家們找到了一種將技術與科學相結合的創新方法,以幫助保護珊瑚礁。在一個聯合研究項目中,來自以色列理工學院、巴伊蘭大學、特拉維夫大學和海法大學的研究人員開發了一種基于南部沿海城市珊瑚礁自然結構的新 3D 打印方法。
紅海中的珊瑚礁。存放照片
聯合研究由 Oren Levy 教授和博士領導。巴伊蘭大學 Mina and Everard Goodman 生命科學學院的學生 Natalie Levy、Ezri Tarazi 教授和博士。來自 Technion 建筑和城市規劃學院的學生 Ofer Berman,Tali Treibitz 教授和博士。海法大學的學生 Matan Yuval 和特拉維夫大學的 Yossi Loya 教授。
一篇關于他們的方法和發現的論文發表在《 全面環境科學》雜志上。大學的一份聲明說,雖然該方法基于埃拉特海岸附近的珊瑚,但該模型適用于其他海洋環境。
“這項研究真正有趣的是它結合了三種不同類型的技術,”巴伊蘭大學 Oren Levy 教授的分子海洋生態學實驗室的博士生 Natalie Levy 告訴 NoCamels。
該過程結合了 3D 掃描算法、環境 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境定制打印模型。此外,可以根據流程中收集的信息將數據重新輸入算法,以檢查設計實施后的有效性和效率水平。
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“因此,您擁有 3d 技術,其中包括 3d 打印以及 3d 成像和建模。然后你有分子方面和分子技術,它們不是很古老,它是最近的技術,基本上可以用來從環境中取樣,比如從水和結構中,能夠準確地找出什么正在生長或正在使用環境 DNA 居住在結構中的東西。這三個組件在這個組合在一起,我們稱之為3D界面,它基本上只是這些不同技術的平臺或算法。之所以稱為 3D 界面,是因為我們制作的模型是珊瑚礁的 3D 模型。”
3D 過程從掃描珊瑚礁的水下照片開始。從這些視覺信息中,珊瑚礁的 3D 模型以最高精度組裝而成。數以千計的圖像被拍攝并發送到實驗室,以計算珊瑚礁的復雜形式,以及這種形式如何促進珊瑚礁物種多樣性的進化。