Dùng công nghệ quét 3D để theo dõi động vật biển

Ngày tạo: 04/09/2020 11:13:28 SA

Nếu bạn nghĩ rằng công nghệ quét 3D không thể hoạt động ở môi trường nước thì có lẽ những gì bạn biết về công nghệ 3D là chưa đủ. Tiếp theo đây là dự án cho thấy công nghệ quét 3D có thể hoạt động tốt ở tất cả điều kiện kể cả môi trường nước. Công nghệ quét 3D chuyên nghiệp của Artec đã được sử dụng trong dự án thú vị về sinh vật biển do Tiến sĩ Lloyd Hopkins đầy tham vọng đề ra cùng sự đồng hành là các sinh viên của mình tại đại học Swansea. Mặc dù máy quét 3D Artec chưa có khả năng chống thấm nước nhưng Artec đã được chứng minh là giải pháp lý tưởng để chụp chính xác cư dân dưới đại dương xanh thẳm. Bằng cách kết hợp máy quét 3D cầm tay Artec Eva với phần mềm chuyên nghiệp CAD, Lloyd và sinh viên của ông đã khám phá ra một cách mới và hiệu quả để tạo tag theo dõi cho nhiều loài động vật biển.

 

 

Swansea University’s Lab for Animal Movement (SLAM) sử dụng công nghệ đánh dấu tiên tiến nhất và công nghệ trực quan hóa dữ liệu hàng đầu để nghiên cứu đời sống của các động vật biển. Nghiên cứu được thực hiện để hiểu thêm về cuộc sống của các loài động vật biển kỳ diệu ở nơi sâu thẳm của đại dương, ngay cả khi các sinh vật ấy không được nhìn thấy rõ ràng. Dữ liệu quan trọng được thu thập từ các tag theo dõi được gắn trên các động vật biển ví dụ như tốc độ và mức độ hoạt động của động vật, cung cấp thông tin chi tiết về mô hình di cư của sinh vật biển và tác động của nhiệt độ đại dương ảnh hưởng đến hành vi của chúng. Hợp tác với một loạt các tổ chức và nhóm khác, bao gồm Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdullah, Viện Công nghệ Massachusetts, Viện Khoa học Biển Úc, Đại học Brown, Quỹ Cấy ghép Đại dương Valencia và Ecocean (một tổ chức từ thiện cho nghiên cứu bảo tồn chung cá mập - cá voi) , Nghiên cứu của Lloyd dành riêng cho việc phát triển các phương pháp sáng tạo để gắn các tag theo dõi này lên các loài động vật biển khác nhau theo cách không gây hại, dễ sử dụng đối với các người bạn nơi biển cả này. Nếu tag quá lỏng, thì sẽ mất tác dụng và thậm chí có thể bị rơi ra. Quá chặt sẽ ảnh hưởng đến hoạt động của động vật.

 

Không nghi ngờ gì khi trong những năm gần đây, việc sử dụng các công nghệ liên quan đến động vật ngày càng trở nên phổ biến không chỉ trong nghiên cứu hành vi động vật mà còn trong bảo vệ và quản lý. Lloyd nói: “Sự phát triển về mặt đạo đức đối với các phương pháp và kỹ thuật gắn thẻ là một tiêu chuẩn quan trọng, nên với công nghệ quét 3D cho phép chúng tôi định lượng và mô phỏng đầy đủ hiệu ứng của tag theo dõi đối với động vật chưa được gắn tag theo dõi”

 

 

Để phát triển một phương pháp gắn tag mới lạ, phù hợp với tập tính của các động vật biển như cá mập, cá heo và rùa, cũng như phát huy được tác dụng của các tag đó, điều quan trọng trước tiên là phải có được các thông số đo đạc chính xác về hình dạng và cấu trúc của từng loài động vật.

 

Lloyd đang tìm kiếm một giải pháp về quét 3D có thể giúp ông quét sinh vật biển một cách nhanh chóng và an toàn. Ông cũng cần phần mềm cho nhóm nghiên cứu của mình có thể tự do trong khâu chế tạo tag theo dõi. Lloyd đã chọn Artec Eva, máy quét 3D phổ biến nhất của Artec, và kết hợp nó với phần mềm quét và xử lý hậu kỳ Artec Studio 12. Central Scanning Limited, đại lý bán lẻ đạt tiêu chuẩn vàng của Artec, đã cung cấp các dịch vụ đào tạo và tư vấn cần thiết để đảm bảo rằng nhóm nghiên cứu của Lloyd có thể tận dụng tối đa các tiện ích của máy 3D cầm tay - Artec Eva.

 

Quét vây cá mập xanh

 

“Chúng tôi khá tin tưởng rằng việc sử dụng kỹ thuật quét 3D sẽ được áp dụng rộng rãi như một tiêu chuẩn cho loại hình nghiên cứu này trong tương lai.” Lloyd Hopkins

 

Lloyd chỉ ra rằng công nghệ quét 3D là cách tốt nhất để chụp các động vật lớn và có được các dữ liệu đáng tin cậy, dễ kiểm tra và tương tác. Nếu công nghệ quét 3D tiên tiến này không được sử dụng, nhiều giai đoạn phát triển sẽ phải dựa vào dữ liệu ước tính, thưa thớt, thì không chuyển đúng cách sang ứng dụng trong thế giới thực.

 

“Khi chúng tôi quyết định chọn phương pháp quét 3D như một phương pháp để thực hiện nghiên cứu, thì thương hiệu Artec là lựa chọn đầu tiên mà chúng tôi hướng tới và Artec đã nổi bật khá nhanh do tính tiện dụng, chức năng của nó và phần mềm mạnh mẽ tuyệt vời đã làm hầu hết công việc khó khăn cho chúng tôi.” - Lloyd Hopkins

 

Đối với dự án, Lloyd và nhóm của ông đã sử dụng máy quét 3D Artec Eva có trọng lượng nhẹ để thu thập nhanh chóng và cho ra một cách chính xác các dữ liệu 3D từ cả động vật biển đã chết hay còn sống như cá mập, rùa và cá heo, cũng như một số loài cá và cua.

 

Sử dụng máy quét 3D Artec Eva cho họ các dữ liệu đo lường rất chính xác, các dữ liệu này như có được bằng cách bắt các động vật lên và  đo trực tiếp. Nhờ bộ pin Artec 3D di động, quá trình quét có thể diễn ra ở mọi nơi, thậm chí ngay bên cạnh mặt nước! Chỉ mất vài ngày để có được thông tin cần thiết về các loài khác nhau, làm cho việc sử dụng quét 3D cực kỳ hiệu quả về mặt thời gian và dễ dàng đáng kể vì việc chụp các động vật ướt, sáng bóng và chuyển động sẽ khó đối với hầu hết các máy quét 3D!

 

Quét 3D một con rùa lớn

 

Quy trình làm việc của dự án như sau: Đầu tiên, Lloyd và nhóm của anh ấy thu được bản quét động vật chất lượng cao. Đối với cá mập, rùa và cá heo, những mẫu vật chết này đã được bảo quản trong Thủy cung Cấy ghép Đại dương Valencia. Một trong những chiếc vây cá mập mà Lloyd phải quét đã bị cong vì nó được bảo quản trong tủ lạnh nhỏ gọn. Tuy nhiên, đây không phải là vấn đề, vì anh ta có thể chụp một loạt các phép đo của vây và tự mình dựng lại mô hình.

Tuy nhiên, một số động vật được quét 3D khi vẫn còn sống thì quy trình sẽ hơi phức tạp. Ví dụ, khi quét cá heo, người huấn luyện có thể khuyến khích con vật rất thông minh này đến bể bơi, nơi Lloyd thực hiện quét nhanh và chi tiết những chiếc vây tuyệt đẹp của chúng. Đủ để chụp một mặt và ghép chúng lại với nhau trong phần mềm quét và xử lý hậu kỳ Artec Studio 12.

 

Sau khi quét 3D động vật, việc tạo mô hình 3D cuối cùng của tag bao gồm các bước sau:

 

Sử dụng phần mềm Autodesk Meshmixer và Fusion 360 CAD, dữ liệu được quét được sử dụng để xây dựng hiệu quả thiết kế trực tiếp xung quanh động vật được quét. Lloyd đã sử dụng Autocad Fusion 360 để thiết kế và xây dựng nhãn xung quanh quá trình quét và xây dựng lại các cánh tản nhiệt dựa trên các phép đo thu thập được. Sau đó, ông sử dụng Meshmixer để thực hiện các thay đổi đối với lưới, ví dụ, để làm mịn các đường khâu quét và sửa các khu vực khó quét (chẳng hạn như miệng của cá heo).

 

Nó có thể được in và kiểm tra thực tế bằng cách thiết kế một nhãn có hình dạng phù hợp với động vật. Công việc khó khăn đã được đền đáp. So với các sản phẩm thu được bằng cách đo thủ công, sản phẩm cuối cùng ngay lập tức có kích thước tốt hơn.

 

Lloyd nói rằng thông tin được thu thập thông qua quét 3D đáng tin cậy và chính xác hơn so với các bản ghi truyền thống thu được bằng tay. Bởi vì kiểu thu thập dữ liệu này rất tốn thời gian, nó để lại chỗ sai và có thể khó hiểu hơn vị trí của các phép đo này so với động vật trong không gian. Mặc dù bạn có thể sử dụng mô hình để có được hình dạng đầy đủ, nhưng nó chỉ có thể được thực hiện trên các động vật nhỏ hơn hoặc chỉ một số động vật. Quá trình truyền cũng mất rất nhiều thời gian vì bạn cần phải đợi quá trình truyền thiết lập và đây không phải là lựa chọn tốt nhất cho động vật sống, không thể giữ yên trong một thời gian dài! 

 

Ảnh quét 3D của cá heo

 

Lloyd và nhóm của ông đã thu được thành công tất cả dữ liệu chính xác mà họ cần trong thời gian rất ngắn. Mặc dù nghiên cứu cho dự án vẫn đang được tiến hành, các bản quét 3D về động vật biển, đặc biệt là dữ liệu 3D về cá heo, đã thu hút sự chú ý của các huấn luyện viên và bác sĩ thú y ở Tây Ban Nha. Ấn tượng với khả năng của công nghệ quét 3D, các chuyên gia động vật nói rằng nó sẽ giúp họ tiết kiệm đáng kể thời gian trong các nhiệm vụ thú y như theo dõi sự tăng trưởng và thực hiện khám nghiệm động vật, trong đó yêu cầu nhiều phép đo của động vật đã chết.

---

Tags: data design data design viet nam ddv artec eva artec scanner artec 3d scanner artec spider artec eva 3d scanner artec 3d scanner price artec eva price artec eva scanner artec spider scanner artec eva 3d artec eva 3d scanner price artec 3d spider artec spider 3d scanner price máy quét artec máy quét 3d cầm tay máy quét 3D máy scan mini artec máy scan artec máy scan cầm tay máy scan 3d