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加拿大生物学家3D打印机器蟾蜍来研究蟾蜍的变色原因

日期: 2018-04-21
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文章来源: 3D虎

加拿大温莎大学的一组研究人员利用3D打印技术来调查自然界中的一种不寻常现象。他们3D打印的复制品''robo-toads'',类似于过去曾用于研究的其他3D打印机器人版本的动物。这些机器人蟾蜍被用来跟踪蟾蜍的交配行为。生活在中美洲森林中的一种蟾蜍的雄性在其交配季节每年变黄一天,而行为生态学家Daniel Mennill和StéphanieDoucet想要找出原因。


加拿大生物学家3D打印机器蟾蜍来研究蟾蜍的变色原因


该项目是科学家们在哥斯达黎加偶尔发现的,当时他们在那里研究鸟类,但他们所看到的蟾蜍发生了显着的变化感到惊讶。在长时间干燥的天气出现暴雨的第一天,出现了明亮的黄色蟾蜍,如柠檬。当他们第二天回来时,他们又变回了褐色。该小组想要了解为什么会发生这种情况,并推断这是雄性蟾蜍给潜在伴侣留下深刻印象的一种方式。他们希望制作可以放在真正的蟾蜍中的3D打印蟾蜍的复制版本,以通过它们的颜色来刺激特定类型的行为。从塑造橡皮泥和粘土蟾蜍开始,他们发现黄色是蟾蜍的一种方式,表明它们是哪种性别。然后他们想知道女性是如何在同样颜色的男性中做出选择的,而且这项研究需要更高水平的仿真模型。


加拿大生物学家3D打印机器蟾蜍来研究蟾蜍的变色原因


使用3D打印的想法来自温莎大学理学硕士研究生林肯萨维。 3D打印的优势在于复制品蟾蜍可以打印到足够高的准确度,以致真正的蟾蜍会傻傻分不清楚,并且它们还可以结合机器人机制,使他们能够四处移动,通过移动刺激真正的蟾蜍,以及颜色和形状。Savi开始使用摄影测量技术,这种技术可拍摄多张物体照片,并使用软件从2D图像创建数字3D模型。然而,这花了一段时间,因为他拍摄的物体不停地跳来跳去,很少有足够的姿势被捕获。

“在他移动之前,我只有11张照片,”Savi说,“我无法看到他的下面的任何照片,并且他在一些叶子上,所以有一些叶子隐藏的几何图形。”为了获得最好的图像,Savi 3D打印了模型,然后雕刻出他无法在数字版本中正确捕捉的部分。最初的印刷只花了一个小时,但他雕刻却花了大约七个小时。然后,他使用不同的油漆涂料来获得正确的颜色,一个用于黄色蟾蜍,一个用于常规棕色。


加拿大生物学家3D打印机器蟾蜍来研究蟾蜍的变色原因


(所有图片:CBC.ca)

“机器人部分其实很简单,”Savi说。 “我使用了一些可编程的微处理器和一些舵机,并且制作了一个简单的程序,可以选择一个随机的角度并让蟾蜍在那里移动。”一个研究小组现在在哥斯达黎加,等待大雨开始。他们会将为雌性蟾蜍展示给他们的3D打印蟾蜍,希望能够更接近地解决黄蟾蜍及其交配仪式的奥秘。


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