华曙高科3D打印追踪器实现2000多例野生动物追踪和保护

3D打印生物医疗
2020
01/02
15:05
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来源:华曙高科

人类无法直接飞到高空,于是我们用无人机拍摄鸟类;人类很难长时间蹲守在密林深处,于是我们为动物量身定制追踪器,研究动物迁徙规律,追踪受伤动物的恢复情况……

受伤的小天鹅回来了

2020年元旦前夕,江西鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区管理局南山管理站工作人员万松贤,通过卫星跟踪到3只小天鹅最新的活动地点。“3只小天鹅都已经飞回南方过冬,一只在安徽,一只在湖北,一只在江苏,活动正常,能飞这么远说明他们恢复得很好。”万松贤说。

江西鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区地处东亚 – 澳大利亚水鸟飞线之中,是重要的水鸟越冬地和中继站,在候鸟保护上具有国际意义。2018年12月,南矶湿地南山管理站巡护人员在例行巡护途中,发现3只小天鹅被困于湖区内一处废弃渔网之中。

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南山管理站工作人员发现被困小天鹅(图片来源:鄱阳湖南矶湿地)

小天鹅属国家二级保护动物,每年一到秋季,它们都会在固定的时间从北方飞往南方过冬。巡护人员见3只受困小天鹅身体十分虚弱,不适合当场放飞,遂立即带回管理站鸟类救护中心进行救治。经过鸟类救护中心工作人员4天的暂养和悉心救治,3只小天鹅体能均恢复不错,健康状况良好。

工作人员想放飞这3只小天鹅,但又担心小天鹅放飞之后恢复出现问题,或是再次受伤。2019年1月2日,南山管理站鸟类救护中心与专注于野生动物追踪技术研发、产品定制化和大数据服务的企业湖南环球信士科技有限公司合作,由重庆华港科技有限公司制作,采用湖南华曙高科的3D打印技术,为这3只受伤的小天鹅定制了3个高分子3D打印追踪器,给小天鹅佩戴后,将小天鹅在保护区一处子湖泊进行了放飞。

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南山管理站工作人员正在为小天鹅佩戴3D打印追踪器并放飞(图片来源:鄱阳湖南矶湿地)

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图为由华曙高科提供技术支持,湖南环球信士科技有限公司为小天鹅量身定制的3D打印鸟类追踪器(图片来源:鄱阳湖南矶湿地)

成功放飞后,南山管理站工作人员每天都会关注这3只小天鹅在野外的情况,定时读取定位追踪设备传输的追踪数据。从放飞后追踪数据来看,3只小天鹅长途飞越了中国华北,进入了俄罗斯地区后又返回了国内,已经完全融入野外种群,状态良好。

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3只受救助小天鹅迁飞路线(图片来源:鄱阳湖南矶湿地)

这只是3D打印鸟兽追踪器应用于帮助追踪受伤野生动物的案例之一。近年来,在我国生态文明建设的进程中,高科技的身影越来越常见。3D打印、无人机等新技术被运用在野生动物保护领域,大大延伸了我们活动的边界,提高了科研工作的效率,也让人类能以某种形式更亲密地了解自然,由此得以更好地保护自然。

3D打印追踪器成功追踪动物逾2000只

如今,越来越多的研究院、高校及动物保护组织利用鸟兽追踪器掌握鸟类的迁徙路径及停歇地,对各种野生动物的分布、行为、觅食范围以及栖息环境进行监测。但是,在很长时间里,野生动物追踪器的研发与生产却一直是国外公司的“独食”。采用传统方式生产追踪器具有三点局限性:

传统生产成本高、时间长——传统CNC或开模适合大批量生产,而鸟兽追踪器外壳每次所需的生产数量小于500件,很多情况只有几十件,其生产周期太长,成本高达120元/件;

开模难度大——每一款追踪器都是为不同动物个体量身定制,结构各不相同,需要的模具也众多,也不具经济效益;

复杂野外环境长期使用——野生动物生活环境复杂,每款追踪器使用年限为3—5年,对材料耐用性和设备精准性要求高。

而以上应用需求,正好是3D打印技术的独特优势。2014年,在华曙高科3D打印技术支持下,湖南环球信士科技有限公司开始用高分子3D打印解决方案,为各种鸟兽量身定制追踪器。其3D打印优势有:

小批量定制化生产、生产周期大大缩短——华曙高科高分子3D打印解决方案可一次打印不同形状、不同大小追踪器约300件,生产时间仅需48小时,是传统加工时间的一半都不到;

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3D打印鸟类追踪器外壳排包图片及实物(图片来源:华曙高科)


合格率达98%——华曙高科自主研发的3D打印高分子材料3300PA能适应多种复杂野外环境,其3D打印追踪器可以在零下40℃至85℃下正常工作,防水深度达10米,工作海拔高达10000米;

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3D打印各种鸟类追踪器外壳(图片来源:华曙高科)

生产成本低——3D打印单个追踪器外壳成本仅为30元/件左右;

轻量化——3D打印鸟类追踪器通过优化设计,更加轻盈便携,重量为15—35g不等,不超过鸟类自身重量3%,不会影响其正常活动。

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安装了3D打印追踪器的鸟类(图片来源:湖南环球信士官网)

在3D打印技术的助力下,环球信士自主研发的鸟类微型追踪器技术达到国际先进水平,开发了多种类型产品。其产品替代国外进口,成本降低,50%,定位精确度提高50%以上,可以实时向用户提供数据服务和数据挖掘。前期已获得实用新型专利1项,申请发明专利8项,实用新型专利1项,软件著作权3项。

截止到目前,环球信士与华曙高科合作的3D打印鸟兽追踪器成功追踪的物种包括东方白鹳、丹顶鹤、白尾海雕、蓑羽鹤、朱鹮、黄嘴白鹭、中杓鹬、黑叶猴、麋鹿、金钱龟等个体逾2000只,3D打印追踪器在野外稳定运行最长时间超过5年,采集有效数据2000多万条,为我国野生动物保护和研究野生动物的迁徙活动规律,提供了非常重要的数据支持。



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