使用Artec Eva 3D扫描科技实现最先进的海洋生物追踪技术

19/05/2019

斯旺西大学使用Artec 3D扫描科技为海洋生物定制标签以用于海洋生物研究,持续追踪动物行为。

如果您觉得3D扫描和水不能和谐共生,那你就错了!Artec专业3D扫描解决方案目前正参与一项令人激动的海洋生物项目,该项目由斯旺西大学一位年轻有为的博士生Lloyd Hopkins主持。尽管Artec 3D扫描仪目前还不防水,但它们依然可以成为准确捕获深海居民的理想方案。通过结合使用便携式Artec Eva 3D扫描仪和专业CAD软件,Lloyd及其团队找到了一种全新方式,为多种海洋生物高效定制标签。

斯旺西大学动物运动实验室(SLAM)使用最新标签技术和领先的数据视觉技术研究海洋生物。这么做的目的在于,进一步了解海洋深处的神奇动物,即使我们平时不常见到它们。通过定制化标签收集到的重要数据,例如动物运动的速度和活跃度,能提供关于海洋生物迁徙规律的大量信息,以及海水温度对动物行为的影响。Lloyd还与其他许多机构展开合作,包括阿卜杜拉国王科技大学、麻省理工、澳大利亚海洋科学研究所、布朗大学、瓦伦西亚Oceanografic基金会、Ecocean鲸鲨研究保护组织,重点研发为不同海洋生物制作标签的全新方式,无创伤,易使用。如果这些标签太松, 便起不到效果,甚至还会脱落。太紧的话,又会使动物感到紧张。

动物标签技术安全且便于管理,所以近年来自然变得很受欢迎,不仅常用于动物行为研究,还常用于动物保护和管理。“标签技术的伦理化发展是一项重要的里程碑,但是能充分量化并模拟标签对动物影响的新技术目前还没有被充分利用,”Lloyd说道。

为给鲨鱼、海豚、海龟等海洋生物开发全新贴身的标签技术,并模拟效果,我们必须首先获得每个动物体型结构的精确测量值。

Lloyd正在研究如何为海洋生物进行快速安全的3D扫描。他还需要一款软件,配备让操作者自由发挥的各项工具,以制作个性化标签。他们选择了Artec最畅销的3D扫描仪Artec Eva,并配合使用Artec Studio 12扫描与后期处理软件。Artec金牌授权经销商Central Scanning Limited提供了必要的培训与咨询服务,确保Lloyd及其团队能充分利用Artec专业3D扫描解决方案。

大青鲨鳍扫描效果

“我们相信,3D扫描技术很快将成为这类研究广泛使用的主流方式。” Lloyd Hopkins

Lloyd表示,3D扫描是捕获大型动物、获取可靠数据的最佳方式,我们还能轻松查看并处理这些数据。如果没有这项重要技术,大多数研发过程就只能依赖那些零星的预估数据,无法应用到真实环境中。

“当我们决定使用3D扫描技术后,Artec这个品牌很快脱颖而出,因为他们的产品易于使用,功能齐全,软件强大,能自动完成很多工作。”—— Lloyd Hopkins

Lloyd及其团队为该项目挑选了Artec Eva 3D扫描仪,快速准确地捕获海洋生物标本与活体的3D数据,包括鲨鱼、海龟、海豚,以及一些鱼类和蟹类。

Eva可同时支持室内外的动物扫描,因此能确保获得所需的测量数据。得益于Artec 3D便携电池组,扫描可以不再受到地点的限制,哪怕就在水池边!团队仅仅花了几天时间,就获得了不同物种的所需信息,可以说这次的3D扫描非常省时,操作也很简单,因为通常扫描这类潮湿、反光的活体动物,对大多数3D扫描仪而言都十分困难!

大型赤蠵龟3D扫描

整个项目的流程如下:首先,Lloyd及其团队对动物完成高质量扫描。就鲨鱼、海龟、海豚而言,瓦伦西亚Oceanografic水族馆就有保存的动物标本。由于Lloyd需要扫描的一块鲨鱼鳍被存放在一个小型冷冻室,所以呈弯曲状。然而,这并不是什么难题,他顺利捕获了鱼鳍的几组数据,并创建了模型。

然而,一些3D扫描的动物都是鲜活的生物!比如在捕获海豚时,驯兽师必须引诱这些高智商动物游到水池边,便于Lloyd为它们美丽的鳍进行快速细致的扫描。其实,只要扫描一边的鳍就足够了,因为另一侧可以在Artec Studio 12扫描与后期处理软件中复制并合成。

为动物完成3D扫描后,标签3D模型的制作包括如下几步:

通过Autodesk Meshmixer和Fusion 360 CAD软件将这些扫描数据直接围绕扫描好的动物,用于标签设计。通过Autocad Fusion 360,Lloyd围绕扫描数据,设计并构建好标签,随即通过收集的测量值,重建鱼鳍。随后,使用Meshmixer调整网格,如模糊处理缝合的线条,修整高难度扫描区(如海豚嘴部)。

设计好符合动物体型的标签后,就能打印和进行实体测试了。功夫不负有心人。最终成品的大小远远超过那些手动测量制作而成的标签。

Lloyd表示,通过3D扫描收集的信息与传统手动方式相比,更为稳定和精确,因为传统捕获方式非常耗时,容易出错,而且很难理解这些空间数据与动物的关系。虽然我们可以使用模具来制作完成的体形,但这种方式只适用于小型生物或部分躯体。而且制模也要花费大量时间,因为需要等模具成形,此外,这也并非最佳方式,因为鲜活的动物无法保持长时间静止不动!

海豚3D扫描

Lloyd及其团队最终得以在短时间内获得了全部所需的精确数据。尽管该项目还在持续进行,但海洋生物的3D扫描,尤其是海豚的3D扫描,已经吸引到西班牙驯兽师和兽医们的注意。动物学专家十分看好3D科技的各种可能,他们表示,这项科技可以帮助兽医节省大量时间,比如观察动物成长,或进行尸体解剖,因为尸体的测量值非常重要。

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