來自馬薩諸塞州伍斯特理工學(xué)院(WPI)的一組學(xué)生研究人員撰寫了一篇題為“為綠海龜設(shè)計(jì)浮力補(bǔ)償裝置和假肢鰭狀肢”的論文，講述了他們?nèi)绾问褂?D打印機(jī)，來幫助綠海龜重新找回游泳的夢(mèng)想。

　　綠海龜是一種瀕臨滅絕的物種，對(duì)綠海龜影響最大的是漁撈活動(dòng)，大型拖網(wǎng)業(yè)，在網(wǎng)底層加上鉛條航行，除了人類愛吃的高經(jīng)濟(jì)價(jià)值漁種一網(wǎng)打盡之外，連棲息海底的蝦蟹、海中洄游的綠海龜都無一幸免。漁業(yè)活動(dòng)混獲的情形，已經(jīng)大量過度浪費(fèi)海洋資源，許多生物死于非命。

　　居住在佛羅里達(dá)州基韋斯特水族館的洛基被一艘船擊中，導(dǎo)致他失去了右前鰭和受到脊椎損傷，這反過來又導(dǎo)致了他的后殼右側(cè)的浮力受到障礙。使他難以正常呼吸，潛水食物，并直線游泳。

　　為了繼續(xù)過正常的生活，他需要一個(gè)新的浮力補(bǔ)償裝置和一個(gè)假肢鰭狀肢，WPI的研究人員決定幫助它。

　　該論文的摘要是：“這個(gè)項(xiàng)目的目的是開發(fā)一種漂浮設(shè)備，以抵消洛基的浮力障礙，以及一個(gè)模仿他的健康鰭狀肢的假肢鰭狀肢。 使用3D打印機(jī)和模制工藝制造鰭狀肢。 根據(jù)之前項(xiàng)目的計(jì)算結(jié)果，開發(fā)出一種能夠像健康鰭一樣有效工作的鰭狀肢。 附件機(jī)制由項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)，將與佛羅里達(dá)州奧蘭多的Hanger Prosthetics合作開發(fā)。 該團(tuán)隊(duì)還創(chuàng)建了一個(gè)通用的過程，在教學(xué)小冊(cè)子和視頻中展示，可用于協(xié)助為其他海龜制作假肢�！�

　　除了創(chuàng)建浮力補(bǔ)償裝置和假肢鰭狀肢外，該團(tuán)隊(duì)還希望確保其他人可以從未來的工作中受益。 因此，他們還開發(fā)了一個(gè)通用的過程，通過拍攝他們工作的照片和視頻來創(chuàng)建假肢鰭狀肢，然后記錄他們創(chuàng)建鰭狀肢所采取的步驟。

　　研究人員了解了龜?shù)年懙睾退�生運(yùn)動(dòng)形式背后的運(yùn)動(dòng)學(xué)，以便創(chuàng)造出最好的假肢鰭狀肢。 海龜?shù)啮挔钪�由密集的結(jié)締組織構(gòu)成，僅占動(dòng)物體重的6%以下，但它們對(duì)于幫助海龜保持活力是必要的。

　　“在游泳龜?shù)乃�上運(yùn)動(dòng)中，已知有四件事情是真的，”該團(tuán)隊(duì)寫道。 首先是游泳速度隨著中風(fēng)率的增加而增加。 其次，每個(gè)沖程產(chǎn)生的沖程幅度和力是成正比的。 第三，在中風(fēng)的上下兩個(gè)階段中，烏龜仍在前方產(chǎn)生向前推力。 最后，在下行程循環(huán)結(jié)束時(shí)達(dá)到行程的最大推力。

　　由于水族館無法為研究人員提供洛基殘肢的CT掃描，這使得難以制造將假肢附著在龜身上的碎片。 因此，該團(tuán)隊(duì)使用以前的CAD設(shè)計(jì)，來制作一只較小的海龜來設(shè)計(jì)一個(gè)改進(jìn)的原型鰭狀肢，然后將其分成兩部分進(jìn)行3D打印，膠合在一起，并用于制作最終修復(fù)體的模具。

　　在這個(gè)項(xiàng)目中，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，可以根據(jù)任何水族館工作人員收集的數(shù)據(jù)建造假肢鰭狀肢;研究人員寫道，假肢的質(zhì)量遠(yuǎn)低于使用工業(yè)級(jí)設(shè)備(如MRI機(jī)器和3D打印機(jī))制造的質(zhì)量。

　　研究人員與水族館合作，為洛基的浮力補(bǔ)償裝置進(jìn)行頭腦風(fēng)暴設(shè)計(jì)。 最終的設(shè)計(jì)是對(duì)團(tuán)隊(duì)第三個(gè)想法的修改，即將一條加重的，可調(diào)節(jié)的帶子連接到海龜?shù)耐鈿ど�，并在外殼的右后�?cè)加重重量。

　　該設(shè)計(jì)由經(jīng)FDA批準(zhǔn)的氯丁橡膠材料制成，可有效抵御鹽水，并含有口袋，因此最多可以分散和交換最大3.5磅的重量，具體取決于當(dāng)時(shí)的氣體位置。

　　“當(dāng)試圖為設(shè)備找到合適的重量，以及找到一種方法將織物縫合在一起以創(chuàng)造口袋時(shí)，團(tuán)隊(duì)面臨了一些挑戰(zhàn)，”該論文指出。 通過在水中有氧運(yùn)動(dòng)中，使用重量并利用快速縫合縫紉錐來解決這些問題。 使用這些方法，如果需要其他設(shè)備，可以輕松復(fù)制設(shè)計(jì)。 該設(shè)備將使用水泥膩?zhàn)舆B接到洛基的外殼上， 這是目前水族館和浮力裝置使用的方法。 膩?zhàn)邮前胗谰眯缘模�因此如果需要可以移除設(shè)備。

　　現(xiàn)在，奧蘭多的Hanger Prosthetics，將測試和組裝3D打印的假肢鰭狀肢，和Rocky的浮力補(bǔ)償裝置已經(jīng)裝在海龜?shù)纳砩狭�，感謝這次為拯救海龜游泳之夢(mèng)而辛苦奮斗的學(xué)生們。

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