Il sogno di un alligatore diventa realtà: come Artec Eva ha aiutato Mr. Stubbs ad ottenere una nuova coda

Riepilogo: Dopo che a un alligatore è stata staccata la coda con un morso, alcuni premurosi specialisti hanno deciso di fare qualcosa al riguardo e creargli una nuova coda, utilizzando gli ultimi progressi nella scansione e nella stampa 3D.

L'obiettivo: Utilizzare uno scanner 3D palmare per catturare digitalmente la coda di un alligatore, crearne un preciso modello 3D e usarlo per creare una coda protesica per Mr. Stubbs, conservando il modello 3D per stampare nuove code in futuro.

Strumenti utilizzati: Artec Eva, Artec Studio

Gli scanner Artec3D cambiano la vita a un alligatore ferito donandogli una nuova coda

Quando la polizia dell'Arizona ha fermato un camion sospetto, l'ultima cosa che si aspettava era di trovare 32 alligatori ammassati all'interno.

Non appena gli agenti si sono resi conto della situazione, hanno chiesto aiuto alla Phoenix Herpetological Society. I poveri gator, tra cui Mr. Stubbs, sono stati consegnati alla società, che attualmente ospita 1.500 rettili.

A uno degli alligatori è stato presto dato il nome di "Mr. Stubbs", dato che gli mancava la coda.

Non avere la coda non è uno scherzo per un alligatore. Foto: STAX3D

Non avere la coda non è uno scherzo per un alligatore. Significa che, oltre a non essere in grado di nuotare in acque profonde (si può facilmente annegare), si possono presentare anche problemi durante i pasti.

Gli altri alligatori intorno a lui erano più veloci nel catturare la preda, dato che gli alligatori usano la coda per scattare e attaccare. Per Mr. Stubbs ciò significava che, a meno che qualche sventurata creatura si fosse lasciata cadere volontariamente nelle sue fauci affamate, probabilmente non avrebbe ottenuto i bocconi più succulenti quel giorno. Sempre che fosse riuscito a mangiare qualcosa.

I suoi problemi di nuoto sono stati parzialmente risolti quando gli è stato insegnato a spostarsi usando le zampe anteriori. Non era l'ideale, ma almeno non si ribaltava più sulla schiena rischiando di annegare.

Russ Johnson, presidente della Phoenix Herpetological Society, voleva fare di più per Mr. Stubbs. E così ha avuto un'idea.

Il dott. Marc Jokofsky e la sua assistente Sarah Jarvis del Centro per la ricerca e l'educazione ortopedica, sono stati invitati a portare la propria esperienza nell'aiutare gli esseri umani con le sfide ortopediche. È stato così assemblato un team di specialisti, e sono state prese in considerazione diverse opzioni per creare una coda-protesi.

Modello 3D della futura coda per Mr. Stubbs. Foto: STAX3D

Il dott. Justin Georgi, ricercatore di Anatomia presso l'Università del Midwest, in Arizona, che ha studiato i movimenti di alligatori e altri rettili per anni, ha offerto il suo aiuto per analizzare Mr. Stubbs e vedere come meglio approcciarsi alla creazione di una nuova coda.

Utilizzando come riferimento alcuni esemplari di alligatore di varie dimensioni dal suo laboratorio, il dott. Georgi e Samanta Arroyos, una stagista di laboratorio della Phoenix Union Bioscience High School, insieme al Dr. Jokofsky e al suo team, hanno calcolato la giusta dimensione, peso e densità della nuova coda per Mr. Stubbs, in modo che fossero bilanciati in proporzione al resto del suo corpo, e distribuiti uniformemente.

Una volta effettuate queste misurazioni, il Dr. Georgi ha selezionato uno dei campioni del suo laboratorio come modello per la nuova coda. Quando si è trattato di creare il design della protesi, Georgi ha consultato il dott. Jacofsky e il team del CORE Institute.

"Senza la coda, Mr. Stubbs riesce a malapena a nuotare e cammina molto male", ha riferito Georgi ."La sua postura e l'andatura su terra sono seriamente danneggiate, e c'era una reale preoccupazione per la salute a lungo termine delle articolazioni e delle ossa".

Il dottor Georgi aveva già provato a eseguire scansioni della coda di un alligatore usando uno scanner laser 3D, ma la qualità della scansione era troppo scarsa per catturare abbastanza dettagli, così ha contattato il rivenditore di Artec 3D STAX3D per chiedergli se volevano collaborare per creare un nuovo coda per Mr. Stubbs.

Preparazione per la scansione dell'alligatore. Foto: STAX3D

Michael Andrew di STAX3D ha dichiarato: "Quando inizialmente Justin ci ha contattati, ne siamo rimasti molto incuriositi e non eravamo sicuri in cosa ci stessimo imbarcando". STAX3D aveva una precedente esperienza nella realizzazione di protesi con scanner Artec, ma solo per esseri umani.

Una volta sul posto, Stax3D ha utilizzato un Artec Eva per realizzare un modello 3D ad alta risoluzione dello "stampo della coda" di un alligatore di dimensioni simili, recentemente scomparso (Georgi e il suo team avevano usato la stessa coda come modello per realizzare le prime protesi). Lo scanner Artec Eva 3D funziona tramite un motivo di luce proiettato sulla superficie dell'oggetto. Quando rimbalza, ritornando allo scanner, la luce viene analizzata istantaneamente dal software Artec Studio e la forma dell'oggetto viene identificata e registrata in alta risoluzione fino a 16 fotogrammi al secondo.

Stax 3D ha elaborato i dati risultanti in Artec Studio, modificando il modello 3D, correggendo alcuni difetti e regolando le dimensioni, in modo che si abbinasse perfettamente con quel poco che rimaneva della coda di Mr. Stubb. Hanno esportato il file in formato STL con il quale è stata creata la coda stampata in 3D.

Artec Eva si è rivelato la soluzione perfetta per questo progetto grazie alla sua potente risoluzione: è in grado di catturare dettagli di dimensioni minime di 0,5 mm, ma può anche essere utilizzato su oggetti di grandi dimensioni, come una coda di alligatore di dimensioni enormi o qualcosa di ancora più grande.

"Siamo rimasti stupiti dalla velocità e dalla qualità dello scanner Artec rispetto al nostro tentativo iniziale", ha affermato il dott. Georgi.

Artec Eva si è rivelato la soluzione perfetta per questo progetto grazie alla sua potente risoluzione. Foto: STAX3D

Quando si sono resi conto dell'enorme livello di controllo a loro disposizione nel visualizzare e modificare il modello digitale, Georgi e il suo team sono stati estremamente contenti. "Il controllo accurato sui dettagli delle dimensioni e della forma della coda ottenuto tramite il processo digitale ci dà la possibilità di sperimentare in modo efficace con proprietà diverse, così da poter capire come Mr. Stubbs regirà all'applicazione della protesi." Ha riferito.

Dopo la stampa 3D del modello personalizzato, i ricercatori ne hanno creato un calco in silicone, e partendo da questo sono state realizzate diverse code protesiche su misura per Mr. Stubbs.

Ora, ogni volta che la applicano, l'alligatore si comporta in modo naturale, come se fosse sempre stata lì. Mr. Stubbs non mostra segni di stress o disagio mentre la indossa, la prova che deve sentirla naturale su di sé.

Ora, ogni volta che la applicano, l'alligatore si comporta in modo naturale, come se fosse sempre stata lì. Foto: STAX3D

Mr. Stubbs ha disimparato i suoi vecchi limiti e agisce sempre di più come un normale alligatore. È tutto preso a nuotare, tuffarsi e pisolare dopo i pasti, proprio come il resto dei suoi amici a sangue freddo.

Nei prossimi 50-60 anni della sua vita, man mano che crescerà (gli alligatori adulti possono essere lunghi fino a 20 piedi), Mr. Stubbs dovrà essere dotato di 40 nuove code. Ora che hanno il loro modello 3D, apportare modifiche e stampare nuove code sarà un gioco da ragazzi.

Russ Johnson, presidente della Phoenix Herpetological Society, ha dichiarato al quotidiano Arizona Republic: "Avrà una vita lunga e felice qui da noi".

Il CORE Institute si è dedicato anima e corpo a questo progetto speciale. Per coprire la protesi è stato utilizzato del Dragon Skin®. Questo materiale molto speciale è un silicone leggero e flessibile, comunemente usato nella creazione di effetti speciali e animatronici nei film, nonché nelle protesi.

Il modello 3d della coda in Sketchfab

Si tratta certamente un passo in avanti nel mondo delle protesi per alligatori, ma la scansione e la stampa 3D stanno facendo progressi ancora maggiori nel campo delle protesi umane."Non stiamo parlando del futuro, ma di quello che sta accadendo ora", ha detto Andrew. "Usando questa tecnologia, aziende e individui stanno abbattendo i limiti dei precedenti metodi di produzione di protesi. Con questa tecnologia, puoi tagliare un bel po' di passaggi e risparmiare molto tempo. "

Tutti i coinvolti speravano che la nuova coda del Mr. Stubbs attirasse l'attenzione su questo campo in continua espansione. "Stiamo solo grattando la superficie di ciò che la scansione e la stampa 3D possono realizzare nel campo delle protesi", ha concluso il dott. Georgi . "Penso che la cosa più importante che il caso di Mr. Stubbs possa fare è catturare la nostra immaginazione e ispirare le persone a spingere ulteriormente questi confini".

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