Zastosowanie druku 3D do śledzenia dzikiej przyrody

W czasach postępującej industrializacji planety i rosnącego zanieczyszczenia środowiska, obszary gdzie wciąż natura rządzi się swoimi prawami i pozostaje poza strefą wpływów ludzkości są niezwykle cenne. Chęć zrozumienia natury w pełni w parze z nowoczesnymi technologiami umożliwia nieinwazyjne badania nawyków zwierząt w ich naturalnym środowisku.

Współpraca biologów z rezerwatu przyrody Nanji Wetland z inżynierami Farsoon Technologies zaowocowała stworzeniem serii nadajników GPS dla zwierząt. Zastosowanie technologii druku 3D poprawiło szybkość i wydajność produkcji, a także obniżyło jej koszty, umożliwiając biologom efektywne badania zachowań fauny rezerwatu.

Nanji Wetland

Park Narodowy i rezerwat przyrody Nanji Wetland obejmuje obszar ponad 33300 akrów (około 13476 ha) będąc częścią większego ekosystemu jeziora Poyang. Rezerwat położony jest na kluczowym szlaku migracyjnym globalnej fauny i flory Azji Wschodniej i Australii, co czyni go ważnym zimowiskiem dla ptaków wodnych. Podczas regularnego patrolu w grudniu 2018 r. strażnicy w Nanji Wetland znaleźli 3 ranne łabędzie (Łabędź czarnodzioby, ang. Tundra Swan) uwięzione w porzuconej sieci rybackiej. Gnieżdżące się na północy i wędrujące na długich dystansach do ulubionych zimowisk na południu, łabędzie czarnodziobe zazwyczaj zatrzymują się przy mokradłach i jeziorach w celu odpoczynku i żerowania. Wkrótce po akcji ratunkowej strażnicy przywieźli łabędzie na stację badawczą w celu kontroli i leczenia. 

Po 4 dniach łabędzie były w dobrym stanie i gotowe do powrotu na łono natury. Aby śledzić ich powrót do zdrowia i trasę migracji, strażnicy postanowili zainstalować na łabędziach, stworzone na zamówienie, urządzenia śledzące . Te urządzenia śledzące zostały zaprojektowane do produkcji drukiem 3D przez Hunan Global Messenger Technology Co., która koncentruje się na badaniach i rozwoju usług śledzenia i danych dotyczących dzikiej przyrody. Czujniki wyprodukowano w Chongqing Additive Manufacturing Center (CAMC) na systemie spiekania laserowego Farsoon HT403P.

Przez cały rok 2019 naukowcy prowadzili rejestry ruchów trzech łabędzi z danych przesyłanych przez urządzenie śledzące. Odbywały one wędrówkę w obie strony przez terytorium Rosji. Pod koniec 2019 roku wszystkie trzy wróciły do Chin, gnieżdżąc się w prowincjach Anhui, Hubei i Jiangsu. 

Nietypowe zastosowania dla druku 3D

To tylko jeden z przykładów zastosowania druku 3D do śledzenia dzikiej przyrody. Najnowocześniejsze urządzenia wykorzystujące wiele technologii, w tym GPS (Global Positioning System), czujniki środowiskowe i zautomatyzowane przetwarzanie danych są szeroko stosowane do indywidualnej aktywności i obserwacji wzorców migracyjnych przez biologów, naukowców i stowarzyszenia ochrony przyrody. Rozwój i produkcja urządzenia śledzącego jest jednak ograniczona przez jego złożoną strukturę, wysokie koszty produkcji, długi czas produkcji i wymóg trwałości.

Od 2014 roku Farsoon ściśle współpracuje z Hunan Global Messenger opracowując różne urządzenia do śledzenia i rejestrowania danych dotyczących dzikich zwierząt.

Używając technologii przyrostowej w dostosowywaniu projektu i produkcji seryjnej Hunan Global Messenger był w stanie osiągnąć:

• Szybkie tempo produkcji i niższy koszt jednostkowy - zapotrzebowanie na urządzenia śledzące to zazwyczaj małe partie dla konkretnego gatunku zwierząt, których produkcja tradycyjnymi metodami nie jest ekonomiczna. Technologia addytywna oferuje najbardziej ekonomiczne rozwiązanie. Na przykładzie jednego urządzenia śledzącego ptaki, system Farsoon HT403P do tworzyw sztucznych jest w stanie wyprodukować 300 obudów urządzeń śledzących w ciągu zaledwie 48 godzin, co pozwala uzyskać krótszy cykl produkcyjny i 75% redukcję kosztów na część w porównaniu z formowaniem wtryskowym. 

• Zwiększona wydajność i trwałość - wydrukowane przy użyciu wysokowydajnego proszku FS3300PA firmy Farsoon, trackery mogą być używane w rygorystycznych warunkach pracy od -40°C do 85°C, wytrzymać ciśnienie w zanurzeniu w wodzie do 10 m i pracować na wysokości roboczej do 10 000 m. Dodatkowo produkowane czujniki wykazują się doskonałą trwałością, ponieważ części wyprodukowane w 2014 roku są nadal używane.

• Niewielka masa i możliwość dostosowania - technologie przyrostowe, w porównaniu do tradycyjnych technologii wytwarzania, oferują swobodę w optymalizacji projektu i produkcji bez dodatkowych narzędzi, to wszystko w celu utrzymania lekkości produktu i dostosowania go do potrzeb klienta. Końcowy produkt (czujnik) jest w stanie osiągnąć zoptymalizowaną masę od zaledwie 15 do 35 gramów, czyli mniej niż 3% wagi dzikiej zwierzyny, zapewniając jej normalną aktywność podczas migracji. W przypadku każdego gatunku wymagającego unikalnego rozwiązania w oparciu o jego formę i wielkość, technologia druku 3D jest najlepszym wyborem dla tego zastosowania.

Z pomocą technologii druku 3D, Farsoon oraz stowarzyszenie ochrony przyrody jest w stanie opracować dostosowane urządzenia śledzące dla coraz większej liczby gatunków dzikich zwierząt i wyprodukować je po 50% niższych kosztach. Do czerwca 2019 roku udało mu się wyśledzić 5 500 gatunków dzikich zwierząt, w tym: Bociana czarnodziobego, Żurawia mandżurskiego, Bielika, Ibisa czubatego, Czaplę czarnonogą, Kulika mniejszego, jelenie, żółwie itd, z ponad 25 milionami ważnych punktów danych o zwiększonej dokładności pozycjonowania.

Wysiłek ten w znacznym stopniu korzystnie wpłynął na zdolność biologów do śledzenia i uczenia się o migracji i wzorcach życia zwierząt, poprawiając ich zdolność do rozumienia i ochrony zwierząt i ich środowiska naturalnego.