In 3D Đã Giúp Rùa Biển Bị Hội Chứng Bubble Butt Như Thế Nào?

Hội chứng Bubble Butt là một rối loạn ngày càng phổ biến ở rùa biển. Như Charlotte, một con rùa biển xanh đực tại Thủy cung Mystic ở Connecticut. Hội chứng này xuất phát từ chấn thương, thường do va chạm với tàu thuyền, gây ra dị dạng trên mai rùa, khiến không khí bị giữ lại bên trong, chèn ép các cơ quan nội tạng và gây khó khăn nghiêm trọng cho việc bơi lội bình thường.
Charlotte được tìm thấy lần đầu tiên vào năm 2008 tại Đảo Jekyll, Georgia, và được đưa vào chăm sóc khi rõ ràng là nó không thể bơi lội hay ăn uống đủ để tồn tại. Trung tâm Rùa Biển Georgia đã chăm sóc cho Charlotte trước khi chuyển giao việc chăm sóc cho Thủy cung Mystic.
Tiến sĩ Jenn Flower, Bác sĩ Thú y trưởng tại Thủy cung Mystic lúc bấy giờ, nhận thấy Charlotte cần sự trợ giúp. Đội ngũ nhân viên nuôi dưỡng và thú y của Mystic đã thử nhiều phương pháp khác nhau, từ gắn trọng lượng trực tiếp lên mai rùa đến sử dụng đai đeo có nhiều dây đai bằng vải. Tuy nhiên, những phương pháp này đều không thành công: chất kết dính gây kích ứng cho Charlotte hoặc nó cọ xát các vật nặng vào thành bể. Tiến sĩ Flower và đội ngũ thú y nhận ra rằng họ cần một giải pháp sáng tạo hơn và in 3D là một trong những phương pháp được ưu tiên hàng đầu.
Nội dung chính
Cảm hứng từ Minnesota cho đến Mystic
Một nguồn cảm hứng đặc biệt đã truyền cho đội ngũ Mystic xem xét đến việc sử dụng công nghệ in 3D. Đó là dự án của Gabriela Queiroz Miranda, một học sinh trung học ở Minnesota. Cô đã phát triển một chiếc đai có trọng lượng cho những con rùa mắc hội chứng “Bọng khí hậu” bằng cách sử dụng máy quét 3D và máy in 3D để thiết kế và thử nghiệm lặp đi lặp lại giải pháp của mình trên con rùa trong lớp học, Voldetort. Dự án của cô ấy đã được đăng tải trên tạp chí Khoa học Khám phá, và bài báo này đã truyền cảm hứng cho Tiến sĩ Flower liên hệ với Adia, một nhà cung cấp giải pháp in 3D tại Connecticut. Khi Tiến sĩ Flower liên hệ với Adia, Giám đốc Sản xuất Gia tăng Nick Gondek ngay lập tức nhận ra rằng họ có thể tận dụng chuyên môn in 3D của mình để giúp đỡ Charlotte.
Quy trình làm việc 3D tỏ ra hiệu quả trong các ứng dụng đòi hỏi một mức độ tùy chỉnh nhất định. Khi hình học phức tạp, khối lượng thấp và hình dạng hữu cơ khiến việc chế tạo các bộ phận bằng các phương pháp truyền thống trở nên quá khó khăn, các bộ phận in 3D là lựa chọn tiết kiệm chi phí và đơn giản nhất.
“Vấn đề chúng tôi đã cố gắng giải quyết là đặt trọng lượng lên lưng của Charlotte, nghe có vẻ rất đơn giản, nhưng thực tế lại rất khó khăn. Cách duy nhất để gắn thứ gì đó vào Charlotte là thiết kế và chế tạo một thiết bị tùy chỉnh,” Gondek chia sẻ.
Để xây dựng quy trình làm việc 3D, Adia đã mời Chris Wilczewski và những chuyên gia về quét 3D (Team 3D) cùng tham gia dự án. Đội ngũ này đã thực hiện quét 3D Charlotte với độ phân giải cao. Những lần quét này sẽ là nền tảng cốt lõi cho phần còn lại của dự án thiết kế, cho phép các nhà thiết kế và kỹ sư tạo ra một thiết bị vừa vặn nhưng thoải mái cho Charlotte, có thể tháo lắp và thay đổi bất cứ khi nào cần thiết.
Team 3D cũng cần cân bằng giữa nhu cầu về độ chính xác và tính tỉ mỉ với các biện pháp phòng ngừa thú y mà Tiến sĩ Flower và đội ngũ nhân viên nuôi dưỡng Mystic đã thực hiện để đảm bảo an toàn cho Charlotte. “Những đóng góp của họ là một phần quan trọng của dự án này, đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy quy trình làm việc kỹ thuật số trong thiết kế dây đai,” Gondek chia sẻ.
Giúp Charlotte Tìm Thấy Sự Cân Bằng Mới
Khi đến lúc phát triển thiết kế dựa trên kết quả quét 3D, Adia biết rằng chỉ có một công ty sở hữu trình độ chuyên môn cần thiết: New Balance Athletics. Hãng này thiết kế và sản xuất một số thiết bị thể thao tiên tiến nhất trong ngành, sử dụng công nghệ thiết kế tiên tiến để mở rộng giới hạn hiệu suất thể thao.
Trưởng nhóm Sáng tạo, Chris Wawrousek, là một chuyên gia thiết kế tính toán. Thiết kế tính toán là một phương pháp sử dụng các thuật toán và tham số được đặt trước để xử lý thông tin và tạo ra các thiết kế có thể giải quyết các vấn đề. Phương pháp này còn cho phép thực hiện các mô phỏng để đánh giá thiết kế và giúp tinh chỉnh nó.
“Để giúp giải quyết các vấn đề bơi lội của Charlotte, công nghệ kỹ thuật số đã đóng vai trò rất quan trọng. Thiết kế tính toán thực sự phát huy tác dụng khi bạn không muốn thiết kế thủ công từng cái một vì quá tốn thời gian. Vì vậy, việc có thể tạo ra một quy trình làm việc cho phép tạo ra một dây đai tùy chỉnh mang lại hiệu quả rất cao,” Wawrousek chia sẻ.
Đội ngũ đã sử dụng thiết kế của Wawrousek để phát triển nhiều phiên bản khác nhau, từ một dụng cụ dạng đai rộng, đến những chiếc kẹp nhỏ, đến những dây đai dày với tính năng lắp ráp bấm. “Rất nhiều phiên bản được phát triển dựa trên sự thoải mái cho rùa biển. Vì vậy, chúng tôi phải xác định chính xác vị trí trên mai rùa mà chúng tôi có thể có đủ lực để giữ dây đai và cách chúng tôi có thể đặt trọng lượng lên dây đai với khả năng điều chỉnh vị trí,” Gondek nói.
Sau nhiều tháng làm việc thiết kế, họ đã chọn một dây đai linh hoạt, nhẹ, có thể điều chỉnh, quấn quanh mép mai của Charlotte và có thể tháo lắp và điều chỉnh khi cần thiết. Mặc dù đã đạt được một thiết kế khả thi, nhưng công việc vẫn chưa kết thúc – họ cần phải chế tạo dây đai, tối đa hóa sức mạnh, độ chính xác và khả năng tái tạo của sản phẩm.
Kiểm tra trên Turtle Time
Adia đã hợp tác với nhiều nhà sản xuất máy in 3D và vật liệu in 3D nhằm tìm kiếm các giải pháp lý tưởng. Oxford Performance Materials (OPM), một nhà sản xuất vật liệu in 3D, đã giúp phát triển một loại vật liệu tùy chỉnh có thể được in trên máy in 3D sử dụng công nghệ lắng đọng laser chọn lọc (SLS). Các bộ phận SLS có chất lượng cao và độ bền cao, không làm tăng thêm nhiều trọng lượng cho cơ thể của Charlotte và cho phép nó di chuyển linh hoạt khi bơi.
Phiên bản cuối cùng được in 3D với bột thiêu kết trắng OPM đã hoạt động hiệu quả, và Charlotte có thể bơi bình thường và bắt đầu tập luyện vây lưng, tất cả đều là những bước đầu trên con đường trở lại khỏe mạnh hoàn toàn. Tuy nhiên, quy trình làm việc của OPM đã được tùy chỉnh – cả vật liệu và phương pháp in. Adia cần một giải pháp phù hợp với khả năng mở rộng và khả năng tiếp cận của hệ thống thiết kế tính toán của Wawrousek. “Chúng tôi đã xem xét nhiều phương pháp in 3D khác nhau cho dự án này và đã chọn SLS vì một số lý do. Một là khối lượng xây dựng và kích thước của các bộ phận. Hai là chúng tôi có thể xây dựng các bộ phận mà không cần hỗ trợ. Và ba là chúng tôi có thể tìm thấy các vật liệu phù hợp có độ cứng cần thiết cho dự án này,” Gondek nói.
Hợp tác của Adia với Formlabs đã mang đến lựa chọn hoàn hảo – Hệ sinh thái Fuse Series SLS của Formlabs cung cấp các bộ phận có độ bền công nghiệp đáp ứng yêu cầu của dây đai, với quy trình làm việc thuận tiện và lựa chọn vật liệu đa dạng. Bột Nylon 11 CF của Formlabs đáp ứng yêu cầu về độ cứng mà họ cần, nhưng không yêu cầu máy in cồng kềnh và quy trình làm việc phức tạp như các hệ thống in 3D SLS khác. “Chúng tôi đã có một số thủy cung liên hệ lại yêu cầu hỗ trợ. Vì vậy, khi bắt đầu dự án này, chúng tôi đã đặt mục tiêu thiết kế dây đai để phù hợp với thể tích xây dựng của Fuse nhằm đảm bảo tính dễ tiếp cận. Chúng tôi muốn các thủy cung và các cơ sở khác có thể tiếp cận được công nghệ SLS. Và chúng tôi tin rằng Fuse có lượng người dùng lớn nhất và dễ tiếp cận nhất,” Gondek nói.
Bơi thẳng về phía trước
Khi dây đai cuối cùng được in, lắp ráp và gắn vào Charlotte, cả nhóm hồi hộp chờ đợi. Khi lớn tuổi hơn, Thật dễ hiểu, Charlotte ngày càng khó chịu hơn khi mọi người đưa anh ta ra khỏi bể và gắn những chiếc đai lạ mới lên mai của mình. Nhưng khi được thả trở lại nước, anh ta bơi vui vẻ và có vẻ thoải mái.
Claire Bolster, người chăm sóc và là Nhân viên nuôi dưỡng của anh ta tại Mystic, tuyên bố: “Có vẻ như đây là một kết quả rất tích cực. Đã một thời gian kể từ lần cuối chúng tôi gắn dây đai cho anh ấy. Vì vậy, phiên bản mới của dây đai này dường như là một bổ sung thực sự tốt cho anh ấy. Và khi chúng tôi giúp anh ấy quen dần với việc đeo dây đai, chúng tôi sẽ có thể thêm trọng lượng trở lại và quan sát xem anh ấy phản ứng như thế nào. Nhưng hiện tại, đây là một dấu hiệu rất tích cực cho thấy anh ấy đang thích nghi tốt ngay từ đầu.”
Bạn có quan tâm đến việc giúp đỡ Charlotte và những con rùa giống như anh ấy không? Các đội Adia và New Balance đang tìm kiếm những cá nhân đủ điều kiện để giúp họ tiếp tục dự án này. Hãy xem poster bên dưới và điền vào bảng câu hỏi ngắn nếu bạn nghĩ rằng kỹ năng của bạn phù hợp.
Nếu bạn có kinh nghiệm trong thiết kế dựa trên điện toán, công nghệ thu thập dữ liệu 3D, nhận diện đặc điểm, công nghệ vật liệu, in 3D định dạng lớn, hoặc các phương thức tài trợ sáng tạo và muốn giúp đỡ những con rùa gặp tình trạng tương tự như Charlotte, vui lòng điền vào biểu mẫu ngắn. Đội ngũ của Charlotte sẽ liên hệ nếu kỹ năng của bạn phù hợp để tiếp tục tham gia dự án.