アルゴリズムベースの3Dプリントでサンゴの生態系の破壊を抑制できる可能性がある

アルゴリズムベースの3Dプリントでサンゴの生態系の破壊を抑制できる可能性がある
南極のクマの紹介: 地球温暖化や沿岸地域の都市化の加速など、多くの要因により、世界中のサンゴ礁が絶滅し、海洋生物に多大な圧力がかかっています。これは、3D プリント技術を使用してサンゴの生態系を抑制する新しい方法を研究する記事です。

2022年4月30日、アンタークティックベアは、イスラエルの4つの大学の研究者がサンゴ礁を保護するために開発した3Dプリント手法を、科学誌「Science of the Total Environment」に掲載された論文で紹介したことを知りました。この技術は現在、イスラエル南部の沿岸都市エイラート近郊の天然サンゴ礁を保護するために使用されているが、この新技術は世界中のあらゆる海洋環境に適用可能であり、将来的には世界中のサンゴの生態系の破壊を効果的に抑制できるとも主張している。

△サンゴの生物多様性とコア特性に基づいて3次元構造を構築し、3Dプリントし、分子および3Dイメージング評価ソフトウェアを使用して分析および比較します。画像提供:ハイファ大学のオフェル・バーマン教授とマタン・ユヴァル氏
「私たちは、サンゴの生態系から収集されたデータを高い忠実度で再現できる、まったく新しい3Dグラフィックソフトウェアを開発しました」とナタリー・レヴィ博士は説明する。

この共同研究は、バール・イラン大学ミナ・アンド・エヴァラード・グッドマン生命科学部のオーレン・レヴィ教授、イスラエル工科大学建築都市計画学部のエズリ・タラジ教授、ハイファ大学のタリ・トレイビッツ教授が主導した。

△「サンゴ礁の未来変革に向けた新たな3D技術:自然デザインに基づくバイオミメティック構造を用いた生物多様性の向上」研究の詳細については、こちらをご覧ください(ポータルに移動するには、ここをクリックしてください)
簡単に言うと、まずサンゴ礁の水中写真をスキャンします。この視覚情報に基づいて、3D ソフトウェアはサンゴ礁の 3D モデルを解釈します。データの完全性を保証するために、何千枚もの画像が撮影され、研究室に送られ、サンゴ礁の複雑さを分析・計算し、この形態がサンゴ礁の種の多様性をどのように促進できるかを調べるのに使用されました。

次に、研究者らは分子ベースのアプローチを使用して、サンゴ礁の生物に関する正確なデータを提供できる環境遺伝情報を収集しました。これらのデータは他のパラメータや 3D テクノロジー アルゴリズムと組み合わせられ、サンゴ礁のインタラクティブなモデルの構築が可能になります。パラメータを変更することで、さまざまな環境に適したサンゴ礁を設計できます。

最終段階は、3Dプリント技術を使用してサンゴ礁を制作することです。

△研究チームは論文の中で、サンゴ礁やその他の海洋生息地の生態系の回復を達成したいのであれば、広範囲にわたる対策を講じる必要があると結論付けた。これにより、社会経済的にプラスの影響がもたらされ、環境サービスから長期的な利益が得られ、投資回収期間は 10 年以内となります。画像提供:ハイファ大学のオフェル・バーマン教授とマタン・ユヴァル氏
この技術は、3Dスキャンアルゴリズム、環境DNAサンプリング、3Dプリントアルゴリズムを組み合わせて、各サンゴ礁のデータを詳細かつ正確に調査し、特定のサンゴ礁環境に応じて印刷モデルをカスタマイズします。さらに、ワークフロー中に収集された情報に基づいてデータをアルゴリズムに参照し、設計フェーズで設計の有効性と効率性をチェックすることもできます。

「既存の人工サンゴ礁は、自然のサンゴの生息地の複雑さを再現したり、自然環境に生息するサンゴ礁の種をリアルに再現したりするのに苦労しています。私たちは、サンゴの生態系から収集した実際のデータを使用して、持続的に拡張可能な構造を生成する、カスタマイズ可能な新しい統合3Dスキャン技術を開発しました。」

バーマン氏はさらに、「アルゴリズムベースの3Dプリント技術を使えば、将来的には大規模な海洋修復活動が可能になるかもしれない」と付け加えた。

研究者らによると、この研究はサンゴ礁を救うための2つの重要な要素を満たしているという。 1 つ目は、大規模な復旧に適用できるソリューションを開発する必要があることです。 2つ目は、大きさとデザインの両面でサンゴ礁の自然の複雑さを再現することであり、この技術は、生存のためにサンゴ礁に依存する魚類や無脊椎動物などの海洋生物を保護するために使用されます。





サンゴ、3Dプリントアルゴリズム、生態系

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