Любой, кто считает, что 3D-сканирование и вода являются взаимоисключающими, ошибается - решения 3D-сканирования от Artec уже использовались в захватывающем морском биологическом проекте. Руководил проектом Ллойд Хопкинс, амбициозный докторант из университета Суонси в Уэльсе. Хотя 3D-сканеры Artec еще не полностью водонепроницаемы, они оказались идеальным решением для точной трехмерной визуализации морских животных. В сочетании с портативным 3D-сканером Artec Eva и программным обеспечением САПР Хопкинс и его команда нашли эффективный метод для разработки индивидуально адаптированных передатчиков для различных морских существ.
Картинная галерея
Персонализированные передатчики для исследований
Лаборатория движения животных Университета Суонси (SLAM) использует методы отслеживания и визуализации данных для исследования морской фауны. С помощью этих методов исследователи хотят что-то узнать о жизни очаровательных обитателей океана, даже когда они находятся вне поля зрения. Данные, собранные с помощью персонализированных передатчиков, такие как скорость и активность животных, предоставляют точную информацию об их миграционном поведении. Они также предоставляют информацию о влиянии потепления океана на обитающих в нем существ.
Исследования Хопкина направлены на разработку неинвазивных, удобных для пользователя методов крепления передатчиков к различным морским животным. Если эти передатчики слишком ослаблены, они не служат своей цели и могут даже упасть. Если они слишком туго, они могут повлиять на животных.
Передатчик для исследований и защиты видов
Передатчики, прикрепленные к животному, безопасны и просты в использовании, что объясняет их растущую популярность в последние годы. Они используются не только в поведенческих исследованиях, но также для защиты и управления определенными видами животных. «Этические соображения очень важны при разработке подходящих процессов и методов. К сожалению, новые технологии для полной количественной оценки и моделирования эффектов, которые передатчики оказывают на животных, часто не тестируются или используются недостаточно », - говорит Хопкинс.
Цель: спроектировать передатчик для точной установки
По этой причине необходимо разработать новый метод точного крепления передатчиков к морским животным, таким как акулы, дельфины и черепахи, и смоделировать его последствия. Для этого Хопкинсу и его команде сначала пришлось провести точные измерения контура тела и строения тела каждого животного. Хопкинс искал решение, которое позволило бы ему быстро и безопасно сканировать морских животных в 3D. Он также нуждался в программном обеспечении, которое позволило бы ему и его команде проектировать собственные передатчики. Они выбрали 3D-сканер Artec Eva и программное обеспечение для сканирования и постобработки Artec Studio 12. «После того, как мы решили работать с 3D-сканированием, мы довольно быстро наткнулись на бренд Artec - из-за его удобства для пользователя,их функциональность и чрезвычайно мощное программное обеспечение, которое сделало большую часть утомительной работы для нас ».
Портативный 3D сканер измеряет животных в помещении и на улице
Ллойд и его команда использовали легкий 3D-сканер Artec Eva для своего проекта. С помощью Eva они быстро и точно сняли трехмерные данные о сохранившихся и живых морских животных, таких как акулы, черепахи и дельфины, а также некоторые виды рыб и крабов. 3D-сканер позволял измерять животных в помещении и на улице. Благодаря портативному 3D батарейному блоку от Artec можно было сканировать в любом месте, даже рядом с водой. Потребовалось всего несколько дней, чтобы собрать необходимую информацию о различных видах. Это удивительно быстро и просто для проекта 3D-сканирования, учитывая, насколько трудно для большинства 3D-сканеров делать снимки мокрых, блестящих животных в движении.
Сканы на консервированных, а также на живых животных
Рабочий процесс для этого проекта состоял из следующих шагов: во-первых, Хопкинс и его команда создали высококачественное сканирование. Акулы, черепахи и дельфины были сохранены образцы и хранятся в океанографическом аквариуме в Валенсии. Один из плавников акулы, который Хопкинс должен был сканировать, был согнут, потому что он хранился в маленькой морозильной камере. Однако это не было проблемой, так как он смог провести несколько измерений на плавнике, а затем восстановить модель сам.
Тем не менее, некоторые из отсканированных животных были очень живыми. Например, стреляя в живого дельфина, дрессировщикам удалось направить высокоинтеллектуального животного в ту сторону бассейна, где стоял Хопкинс, который быстро делал детальные сканы своих плавников. Было достаточно времени, чтобы отсканировать страницу и затем собрать ее в Artec Studio 12.
Построение передатчика в Autodesk Fusion 360
Чтобы создать 3D-модель передатчика, после сканирования животных необходимо было выполнить следующие шаги:
В программном обеспечении САПР Autodesk Meshmixer и Fusion 360 конструкция передатчика была адаптирована непосредственно к форме тела сканируемого животного. Используя сканы, Хопкинс спроектировал и сконструировал передатчик в Autodesk Fusion 360. Он также реконструировал ребро на основе собранных данных измерений. Затем он внес изменения в сетку в Meshmixer: например, он исключил «линии шва» при сканировании и исправил труднодоступные для сканирования области, такие как устье дельфина.
Передатчик, который был точно адаптирован к форме животного, теперь был готов к печати и тестированию в реальном времени. Тяжелая работа окупилась: с точки зрения размеров, готовый продукт лучше подходит, чем передатчики, размеры которых были взяты вручную. Для черепах метки-передатчики прикреплены ветеринарным клеем и липучкой. У акул день прикрепляется с помощью нового зажимного механизма, который находится рядом с животным. Для дельфинов, передатчики в настоящее время все еще прикреплены с присосками, но сканирование предназначено, чтобы помочь сконструировать неинвазивные скобы, как для акул.