خلق نمونه زنده دیجیتالی از حیوانات با کمک فناوری چاپ سه بعدی

به گزارش کلیک ، چندین سال پیش زیست شناسی به نام دانکِن اِرشیک موفق به ساخت ماده ای به نام Geckskin شد که ماده ای فوق العاده چسبناک بود و در آن چسبندگی پای مارمولک به سطوح مختلف شبیه سازی شده بود. وی چند ماه پیش هم موفق به ساخت وسیله ای به نام Beastcam شد که از چندین دوربین تشکیل شده بود و قادر بود از موجودات در حال حرکت، تصاویری کاملا رنگی به صورت سه بعدی و با وضوح بالا تهیه کند.

در حال حاضر نیز یکی از محققان دانشگاه ماساچوست به نام اَمِرست، در حال سرپرستی پروژه ای فوق العاده جالب و بلند پروازانه است که در آن محققان در حال ایجاد مدل های سه بعدی زنده از تمام موجودات سیاره زمین هستند!

دانکِن ارشیک اذعان کرد که مردم برای نگه داری از حیوانات معمولا آن ها را می کشند؛ اما تهیه مدل سه بعدی از حیوانات با استفاده از این فناوری، هیچ آسیبی به آن ها نمی زد و مدل تهیه شده از آن ها نیز زنده است و حرکت می کند. وی در ادامه گفته های خود افزود: "قطعا تهیه مدل سه بعدی از یک گونه جدید جانوری که به تازگی کشف شده باشد، کار فوق العاده جالبی است"

شاید از خود بپرسید رنگ، شکل بدن و حالات حرکتی حیوانات چگونه ثبت می شود؟ همانطور که قبلا گفتیم ارشیک وسیله ای به نام Beastscam تهیه کرده است. این وسیله دارای ۱۰ بازوی مکانیکی است که بر روی هر کدام از آن ها ۳ دوربین نصب شده است و در مجموع دارای ۳۰ دوربین است. این دوربین به طور همزمان ۳۰ تصویر از حیوان مورد نظر ثبت می کنند و سپس نرم افزاری برای ایجاد یک مدل سه بعدی، هر ۳۰ تصویر را با یکدیگر ترکیب می کند.

محققان در حال استفاده از Beastcam

ارشیک به بیان این مطلب پرداخت که این سیستم در حال حاضر برای حیوانات کوچکی که عکاسی از آن ها راحت تر است، طراحی شده است و می تواند برای تهیه مدل سه بعدی از حیواناتی با اندازه ای بین ۸٫۸۹ تا ۲۵٫۴ سانتیمتر به کار گرفته شود و در چند ماه آینده نیز امکان ایجاد مدل از جانوران مختلف با اندازه ای بین ۱٫۲۷ تا ۱۸۲ سانتیمتر و یا حتی بیشتر فراهم خواهد شد.

در صورتی که اعضای تیم تحقیقاتی قصد تهیه های مدل های سه بعدی از جانوران بزرگتر در محیط های پر مخاطره خارج از محیط آزمایشگاهی (مانند کوسه ها) را داشته باشند، باید از Beastcam به صورت دستی استفاده کنند و آن را دور بدن نمونه مورد نظر خود بچرخانند.

اعضای تیم تحقیقاتی قصد دارند این فناوری را برای انواع مختلفی از حیوانات به کار بگیرند و در حال بررسی شکل و نحوه حرکت چندین گروه جانوری مختلف هستند. اعضای این گروه تحقیقاتی برای اینکه این فناوری با هر یک از گونه های جانوری به بهترین شکل ممکن مطابقت پیدا کند، در حال مشارکت با تیمی هستند که هر یک از اعضای آن در زمینه خاصی تخصص دارد.

در حال حاضر ۹ مدل سه بعدی از گونه های جانوری مختلف تهیه شده است که شامل عقرب امپراتور، مارمولک شاخ شاخی و قارچ طاقچه ای توس می شود. طبق گفته ارشیک، در حال حاضر فقط تیم تحقیقاتی او موفق به ایجاد مدل های سه بعدی از کوسه ها با وضوح واقعاً بالا شده اند و افراد می توانند این مدل های سه بعدی را با فناوری واقعیت مجازی نیز مشاهده کنند که واقعاً شگفت انگیز است.

اعضای تیم تحقیقاتی موفق به ایجاد چندین مدل سه بعدی شده اند که امکان چاپ آن ها به وسیله چاپگرهای سه بعدی نیز وجود دارد. ارشیک معتقد است که او و اعضای تیم تحقیقاتی او سال آینده می توانند مدل های مختلفی از صدها گونه جانوری مختلف تهیه کنند.

همانطور که همه ما می دانیم هر یک از گونه های جانوری و هر یک از جانوران متعلق به آن گونه جانوری، خصوصیات مختص به خود را دارند و نمی توان در مورد همه جانوران به یک شکل عمل کرد؛ مثلا برخی از کوسه ها واقعاً چاق هستند و برخی دیگر لاغر هستند. محققان امیدوارند بتوانند با ایجاد دستگاه های Beastcam چند منظوره، این فناوری را به خوبی با خصوصیات گونه های جانوری مختلف و جانوران زیرمجموعه آن ها، تطبیق دهند.

در این پروژه تحقیقاتی تمام گونه های جانوری که اعضای تیم تحقیقاتی قصد تهیه مدل از آن ها را دارند، به صورت جداگانه مورد مطالعه و بررسی علمی قرار می گیرند.

این مدل های سه بعدی ارزش علمی زیادی دارند؛ زیرا در این مدل ها جزییات کاملی از گونه های جانوری ثبت می شود. در حال حاضر به ندرت می توان تصاویری از گونه های جانوری مختلف یافت که دارای جزییات کامل باشد. دانشمندان با استفاده از این مدل ها می توانند به اطلاعات جامعی در مورد اندازه جانوران، محل زندگی آن ها و سایر اطلاعات خاص دیگر دست پیدا کنند که می توانند از آن ها برای انجام تحقیقات بیشتر نیز استفاده کنند.

همچنین افراد فعال در حوزه حیات وحش با بهره گیری از این مدل ها می توانند افراد علاقه مند به حیات وحش را جذب کنند تا از کمک آن ها نیز برای محافظت هر چه بهتر از حیات وحش نیز کمک بگیرند، آن ها می توانند با چاپ این مدل ها به وسیله چاپگر سه بعدی و همچنین بهره گیری از فناوری واقعیت مجازی این کار را انجام دهند.

این فناوری می تواند در زمینه های آموزشی نیز به کار گرفته شود. محققان می توانند نمونه زنده دیجیتالی جانوران مختلف را با استفاده از این روش خلق کنند و آن ها را در آزمایشگاه های زیست شناسی قرار دهند تا دانش آموزان نمونه زنده موجوداتی را که در محل زندگی آن ها یافت نمی شود و یا کمیاب هستند، از نزدیک مشاهده کنند و با آن ها تعامل برقرار کنند. اعضای تیم تحقیقاتی امیدوارند بتوانند با استفاده از این فناوری، گونه های جانوری ارزشمندتری را شبیه سازی کنند تا دانش آموزان بیشتر با آن ها آشنا شوند.

ارشیک و اعضای تیم تحقیقاتی او قصد دارند سال آینده به کمک سازمان ملی علوم آمریکا به سراسر نقاط جهان سفر کنند؛ از فیلیپین گرفته تا فلوریدا. در ضمن آن ها قصد دارند برای ثبت تصاویر از گونه های در حال انقراض وزغ ها و لاک پشت های دریایی، با محققان میدانی مشارکت کنند و سپس از این فناوری برای ایجاد نمونه های دیجیتالی گونه های جانوری پیچیده تر نیز استفاده کنند.

شاید چندین نسل طول بکشد تا مدل های سه بعدی تمام گونه های جانوری سیاره زمین که نزدیک به هزار میلیارد گونه جانوری است، ثبت شود؛ اما مزیت این کار این است که یک نمونه زنده دیجیتالی از تمام موجودات سیاره زمین تهیه می شود.