Home » Khoa học - công nghệ » 

Thứ Năm, ngày 16/03/2017

Vai trò của công nghệ 3D trong bảo tồn Động Vật Hoang Dã

ThienNhien.Net – Bằng cách sử dụng các chất liệu khác nhau tạo ra một vật thể giống hệt vật thể gốc, công nghệ in 3D đang trở thành một kỹ thuật hữu ích cho các dự án nghiên cứu và bảo tồn.

Bộ phim tài liệu Toucan Nation trên kênh Thế giới động vật đã lan tỏa câu chuyện về một chú chim Toucan ở Costa Rica mang tên Grecia bị mất một nửa chiếc mỏ khi bị một nhóm thanh niên tấn công dã man và quá trình phục hồi của chú chim này. Bộ phim dài 40 phút đặc biệt nhấn mạnh quá trình các chuyên gia giúp Grecia làm chiếc mỏ giả 3D để chú chim có thể có một cuộc sống bình thường.

Chiếc mỏ giả được Công ty Rọck Hill tài trợ và do một nhóm các chuyên gia, gồm các nhà thiết kế công nghiệp, các nha sĩ, kỹ sư và các nhà điểu cầm học, thiết kế. Sau khi bản thiết kế được hoàn thiện, các chuyên gia đã gửi mẫu in cho Công ty 3D Systems ở California do ông Charles W. Hull– người được mệnh danh là “cha đẻ của máy in 3D” – sáng lập.

Bộ phim tài liệu này chỉ là một ví dụ nhỏ nhưng đã khẳng định rằng kỹ thuật in 3D có khả năng ứng dụng trong công tác phục hồi và bảo tồn động vật hoang dã. Tuy nhiên, hiện vẫn còn nhiều tranh cãi về vấn đề này. Có ý kiến cho rằng việc này không thiết thực và không thể áp dụng trên quy mô lớn do chi phí tạo ra một sản phẩm 3D rất đắt đỏ, vượt quá ngân sách của hầu hết các tổ chức môi trường.

Mặc dù chưa hoàn toàn được dư luận công nhận, kỹ thuật in 3D đã bắt đầu trở thành công cụ hỗ trợ cho các dự án về động vật hoang dã và có nhiều tiềm năng triển khai hiệu quả trong thực tế.

In 3D là gì?

Năm 1986, ông Hull, một nhà vật lý học người Mỹ, đã sáng chế ra máy in 3D và thành lập Công ty 3D Systerms. Công nghệ in 3D đầu tiên được gọi là “stereolithography”. Ông Hull định nghĩa công nghệ này sử dụng phương pháp và các thiết bị để sản xuất các vật thể rắn bằng cách in chồng từng lớp chất liệu mỏng lên nhau qua các chùm tia laser.

Ngày nay, Công ty In 3D Hubs định nghĩa in 3D là một quá trình sản xuất vật thể rắn từ bản thiết kế kỹ thuật số, bằng cách chồng từng lớp chất liệu lên nhau.

Quá trình in 3D được bắt đầu bằng một bản thiết kế kỹ thuật số 3D của vật thể sẽ được tạo ra. Bản thiết có thể có thể được tạo ra bằng các ứng dụng thiết kế mô hình 3D trên máy tính hoặc bằng cách quyét mẫu 3D trong trường hợp muốn sao chép một vật thể thật.

Trong bản thiết kế kỹ thuật số 3D, vật thể được cắt ra thành nhiều mặt cắt ngang mỏng và được sắp xếp chồng lên nhau trên máy in 3D. Đôi khi, quá trình in mất khá nhiều thời gian và hầu hết các vật thể được in ra phải được hậu xử lý, bao gồm đánh nhám, sơn phủ, niêm phong…mới có thể tạo ra sản phẩm như mong muốn.

Công nghệ 3D sử dụng nhiều chất liệu khác nhau như nhựa, cao su, đá sa thạch, kim loại hoặc thậm chí là đồ ăn. Tuy nhiên, tất cả đều phải tuân theo nguyên tắc cơ bản của việc chồng từng lớp chất liệu lên nhau.
Kỹ thuật in 3D được ứng dụng trong y tế để tạo ra các chi, mô và các cơ quan giả của cơ thể người, sản xuất các bộ phận của máy bay, ô tô. Công nghệ này đang trở thành công cụ hữu ích cho các bác sĩ, nhà thiết kế, kỹ sư, các kiến trúc sư, chuyên viên thiết kế máy bay điều khiển từ xa và các công ty hàng không.

Bảo tồn tài nguyên biển bằng kỹ thuật in 3D

Ông Fabien Cousteau – nhà bảo tồn, nhà hải dương học, đồng thời cũng là một nhà làm phim – cùng với Câu lạc Harbour Village Beach tại đảo Caribe, Bonaire, đang áp dụng kỹ thuật in 3D để bảo tồn các rạn san hô nơi đây. Bằng kỹ thuật này, các nhóm làm việc đã tạo ra các cụm san hô nhân tạo có kích thước, hình dạng, cấu tạo và thành phần hóa học giống hệt các cụm san hô thật để thu hút các thể polip san hô nhỏ trôi nổi tự do chưa có chỗ bám đậu.

Gia tăng nhiệt độ và ô nhiễm đang dần hủy hoại các rạn san hô trên khắp thế giới, đe dọa toàn bộ hệ sinh thái biển, các rạn san hô mất đi sẽ ảnh hưởng xấu đến hàng loạt sinh vật sống phụ thuộc vào nó. Mặc dù phương pháp của ông Cousteau mất khá nhiều thời gian, nhưng đây được coi là một lựa chọn nhanh nhất để phục hồi và bảo tồn các rạn san hô. Phương pháp này tạo ra một mô hình giống san hô thật, giúp thúc đẩy sự phát triển các sinh vật trên các rạn đá ngầm.

Theo ông Cousteau, các rạn san hô 3D có thể tạo ra những thay đổi tích cực và nơi sinh sôi cho các sinh vật, thu hút du khách và thợ lăn tham quan. Hơn nữa, công nghệ này cần ít lao động và tiết kiệm thời gian hơn các phương pháp phục hồi khác.

Trong khi dự án khôi phục các rạn san hô tại Bonaire vẫn đang ở giai đoạn lập kế hoạch, một số nơi khác như Bahrain và Monaco đã triển khai thành công việc sử dụng san hô nhân tạo từ đá vôi và sa thạch trong công tác bảo tồn tài nguyên biển.

Ông Eric Ewoldt, Giám đốc điều hành Harbour Village cho biết: “Chúng tôi rất vui khi được áp dụng các kiến thức mới, nổi bật để xây dựng Bonaire trở thành một ví dụ điển hình cho Caribe và các khu vực khác trên thế giới”. Theo ông, trong số các nước đang áp dụng kỹ thuật in 3D, phương pháp này đã phát huy hiệu quả tại Monaco và Các tiểu vương quốc Ả Rập. Ông cho rằng đã tới lúc triển khai công nghệ này tại Bonaire.

Giải cứu động vật bằng những sản phẩm 3D

Năm vừa qua, Công ty mỹ phẩm lớn nhất thế giới L’Oréal đã hợp tác với Công ty Organovo đồng triển khai dự án sử dụng công nghệ in 3D sinh học để tạo ra da người. Dự án này, hiện đang trong giai đoạn lập kế hoạch, dự kiến sẽ giúp công ty L’Oréal sản xuất mỹ phẩm mà không cần thử nghiệm trên động vật.

Năm 2015, Pembient, một công ty công nghệ sinh học khởi nghiệp tại San Fancisco, cho biết họ đã tách mẫu gen chất karetin ở sừng tê giác và sử dụng công nghệ in 3D để tạo ra sừng tê giác giả. Sáng kiến này nhằm bảo tồn tê giác và các loài nguy cấp khác bằng cách tạo ra các sừng giả thay thế nhằm đáp ứng nhu cầu sừng tê giác tại Việt nam và Trung Quốc. Tuy nhiên, sáng kiến này vẫn còn đang gây tranh cãi.
Những ví dụ trên cho thấy tiềm năng của kỹ thuật in 3D không chỉ dừng lại ở việc sản xuất đồ giả. Tuy rằng công nghệ này mới đang phát triển nhưng nó sẽ trở thành công cụ hỗ trợ hữu ích cho các sáng kiến bảo tồn động vật hoang dã.

Dương Kim (Theo Mongabay)