Иновативният интерфейс приспособява 3D отпечатаните рифове към тяхната морска среда и може да ограничи опустошението на рифовете, поразяващо глобалните коралови екосистеми.
В нов документ изследователи от четири от водещите израелски университета очертават метода за 3D печат, който са разработили за запазване на коралови рифове. Тяхната иновация се основава на естествената структура на коралови рифове край южния крайбрежен израелски град Ейлат, но техният модел е приспособим към всички други морски среди.
3D процесът започва със сканиране на подводни снимки на кораловите рифове. От тази визуална информация се сглобява с максимална точност триизмерен модел на рифа. Хиляди изображения се снимат и изпращат в лабораторията, за да се изчисли сложната форма на рифа и как тази форма насърчава еволюцията на разнообразието от видове рифове.
След това изследователите използват молекулярен метод за събиране на генетична информация за околната среда, който предоставя точни данни за организмите на рифа. Тези данни се комбинират с други параметри и се подават в алгоритъм на 3D технология, което прави възможно изграждането на параметричен интерактивен модел на рифа. Триизмерният модел може да бъде проектиран така, че да пасне точно на определената среда на рифа.
Последният етап е производството на керамичен риф с 3D печат. Рифовете са изработени от уникална керамика, която е естествено пореста под вода и осигурява най-идеалните нужди за изграждане и възстановяване на засегнатата област или за изграждане на нова рифова структура като основа за продължаване на живота.
„Триизмерният печат с естествен материал улеснява производството на изключително сложни и разнообразни единици, което не е възможно с обичайните средства за производство“, казва проф. Езри Тарази.
Процесът съчетава алгоритми за 3D сканиране, заедно с ДНК проби от околната среда и алгоритъм за 3D печат, който позволява задълбочено и точно изследване на данните от всеки риф, както и приспособяване на отпечатания модел към конкретна среда на рифа.
В допълнение, данните могат да се подават повторно в алгоритъма, за да се провери нивото на ефективност и ефикасност на дизайна, след като е бил внедрен, въз основа на информацията, събрана в процеса.
„Съществуващите изкуствени рифове срещат трудности при възпроизвеждането на сложността на местообитанията на коралите и приемането на вида на рифовете, който отразява естествената среда. Ние въвеждаме нов адаптивен 3D интерфейс за създаване на мащабируеми структури, използвайки реални данни, събрани от коралови екосистеми“, обяснява д-р Натали Леви от университета Бар-Илан, Израел.
Това проучване отговаря на две критични нужди за спасяване на коралови рифове, според изследователите. Първата е необходимостта от иновативни решения, които улесняват мащабното възстановяване, което може да бъде адаптирано за поддържане на коралови рифове по целия свят.
Втората е пресъздаването на естествената сложност на кораловия риф – както по размер, така и по дизайн – което ще привлече корали, риби и безгръбначни, които поддържат повторното израстване на естествените коралови рифове.
В момента изследователите инсталират няколко 3D отпечатани рифа в Ейлатския залив. Те вярват, че резултатите, които получат, ще им помогнат да приложат тази иновация към други рифови екосистеми по света.
Съвместното изследване е водено от проф. Орен Леви и Натали Леви, от Факултета по естествени науки Мина и Еверард Гудман в университета Бар-Илан, проф. Езри Тарази и д-р Офер Берман от Факултета по архитектура и градоустройство на Технион, проф. Тали Трайбиц и д-р Матан Ювал от университета в Хайфа и проф. Йоси Лоя от университета в Тел Авив.
Тяхното изследване наскоро беше публикувано в списанието Science of the Total Environment.
Източник: Bar-Ilan University
