• חיים ברשת: על הפרויקט הראשון מסוגו ליצירת תיבת נוח דיגיטלית

    "חיים דיגיטליים" הוא קטלוג עם מודלים תלת ממדיים של כל המינים החיים על פני האדמה, בעידן בו רבים מהם נמצאים בסכנת הכחדה. צוות הפרויקט כולל חוקרים, מהנדסים ומעצבים – שפיתחו טכנולוגיות שלא היו קיימות עד כה במטרה ליצור את המודלים המדויקים ביותר
    08/05/2017 | GrrlScientist
    קבוצה של חוקרים הקימה פרויקט חדש, הנקרא "חיים דיגיטליים" (Digital Life), שמקטלג מודלים תלת ממדיים של כל המינים החיים על פני כדור הארץ, כדרך להבטיח את השימור של מינים אשר נמצאים בסכנת הכחדה.

    הודות להשפעות של שינוי האקלים, התפוצצות אוכלוסין, הרס בתי הגידול של בעלי החיים וציד, אנחנו עומדים כעת על סף ההכחדה המרכזית השישית של כדור הארץ. כאשר בעל חיים או צמח נכחדים, אנו נותרים עם עדות מעורפלת של המינים - עצם פה, עור שם, פרח שלחוץ בין דפי ספרים או ציור, למרות שבעידן המודרני יש לנו גם תצלומים, סרטונים, קבצי קול ולפעמים גם דנ"א. אך יחד עם זאת, עדיין אין לנו ייצוג פיזי שדומה למקור החי של האורגניזמים האלו, או אולי מחקר שיכול להבין כיצד הוא זז דרך המים או באוויר, או כזה שילד יכול לגעת בו.

    אך כעת, ישנה דרך לשמר מינים חיים באופן דיגיטלי, ומבלי להזיק להם - על ידי סריקה תלת ממדי שלהם תוך שימוש בטכנולוגיה מודרנית. סריקות כאלו לא היו קיימות, עד לאחרונה.

    מלטאות ועד כרישים

    "אנחנו נרגשים להשתמש בטכנולוגיית Beastcam כדי לשמר את המורשת הדיגיטלית של כל החיים על פני כדור הארץ", אמר דאנקן אירשיק, פרופ' לביולוגיה באוניברסיטת מסצ'וסטס באמהרסט, מייסד שותף של Geckskin ומייסד שותף ומנהל של "חיים דיגיטליים".

    לדבריו, הפרויקט החל רק לאחרונה. "ההשראה הגיעה ב-2016 עם שני פרויקטים. ראשית, עבדתי על המורפולוגיה של לטאות עם מענק מ-Human Frontiers, עם אל קרוסבי מאוניברסיטת מסצ'וסטס וולטר פדרלה מקיימברידג'", כתב פרופ' אירשיק במייל. "חקרתי דרכים שונות לכמת את הצורה הכוללת של מיני שממיות כדי להבין טוב יותר את יכולת ההיצמדות שלהן - ואז גיליתי עניין בשיטות תלת ממדיות לכימות צורת הגוף כולה".

    סריקה גיאומטרית תלת ממדית של כריש בפרויקט | צילום: Digital Life

    מידע מדויק על צורת הגוף חשוב גם במחקרים באווירודינמיקה והידרודינמיקה. "בערך באותו הזמן, עבדתי גם עם ניל האמרשלאג מאוניברסיטת מיאמי על כרישים. חקרתי את המורפולוגיה שלהם ורציתי למצוא דרך לתפוס באופן מיידי את צורת הגוף שלהם, כאשר כל הכרישים והמינים משתנים מאוד בהיבט הזה. שוב קיבלתי השראה לחזור לשיטות תלת ממדיות כדי לעשות זאת".

    פרויקט "החיים הדיגיטליים" הוא שיתוף פעולה בין יותר מ-20 חוקרים באוניברסיטת מסצ'וסטס. הם מתאימים בין טכנולוגיות תלת הממד העדכניות ביותר כדי ליצור ולקטלג מודלים תלת ממדיים מדויקים של כל המינים שחיים על פני האדמה. הצוות כולל מדענים, צלמים, מאיירים, מהנדסים ובוני מודלים. ביחד, הם פיתחו טכנולוגיית "Beastcam" שמאמצת סריקה פוטוגרמטרית (טכניקה למיפוי ומדידות המתבצעים בעזרת תצלומי אוויר) תלת ממדית במיוחד עבור צילום תמונות מדויקות מדעית ובאיכות גבוהה של בעלי חיים וצמחים. פוטוגרמטריה היא טכניקה שאומדת בצורה קפדנית את העמדות המדויקות של נקודות על פני השטח באובייקט שנמצא בצילומים.

    אבל בנוסף לתפיסת הצורה הדיגיטלית של המינים, הצביעה של המודלים התלת ממדיים האלו ושל דפוסי הצבע מוקלטים באופן זהיר גם הם. "הצבעים במודלים הם, בעינינו, מאוד מדויקים - לפוטוגרמטריה תלת ממדית יש יתרון ברור על סריקת לייזר ביצירת אובייקטים בצבע תלת ממדי מלא", הסביר פרופ' אירשיק. עבודה עם יצורים חיים, במיוחד כאשר צריך להושיב אותם ללא תנועה, יכולה להוביל לכמה אירועים משעשעים. "יש לנו הרבה רגעים מצחיקים", תיאר פרופ' אירשיק, "כמו צפרדעים שלקחו את זמן הצילום כדי לישון או להחליט להימתח ולרחוץ את עצמם".

    בסופו של דבר, פרויקט "חיים דיגיטליים" יסרוק הכל - ממיקרוביומים ללווייתנים כחולים. "זה ייקח זמן רב, אבל אנחנו נחושים להתחיל את המסע", הוא הבהיר באופטימיות.

    בנקודת הזמן הזו, הצוות סורק בעלי חיים קטנים יותר שקל לעבוד איתם. עד כה הם יצרו מודלים תלת ממדיים של מספר כרישים, עקרבים, קרפדות ולטאות, אבל הוא גם מתמקד בתיעוד זוחלים ודו חיים שנמצאים בסכנת הכחדה גבוהה, במיוחד צפרדעים וצבי ים.

    בעלי החיים מצולמים ב-30 מצלמות - מבלי לגרום להם נזק | צילום: Digital Life

    מערך ה-Beastcam כולל 30 מצלמות על 10 חצובות שמתקתקות תמונות רבות של היצור הדוגמן - תהליך שלוקח שניה או שתיים. אך מאחר שמעטים הם בעלי החיים אשר יושבים למשך זמן כה רב, הצוות מתאים את עצמו לתהליך כדי להשתמש במצלמות מהירות יותר. הצוות אף התאים אישית את טכנולוגיית ה-Beastcam למנגנון ה"Beastcam מאקרו" שמעוצב במיוחד כדי לסרוק יצורים חיים קטנים, כמו צפרדעים.

    לאחר שבעל חיים אינדיבידואלי צולם באופן דיגיטלי, תהליך הפוטוגרמטריה של "חיים דיגיטליים" משלב צילומים דו ממדיים לתוך מודלים תלת ממדיים, באמצעות שימוש בחבילות תוכנה מסחריות כמו ReMake.

    החוקרים מקווים שפרויקט "חיים דיגיטליים" יסייע לשמר את המגוון הביולוגי הייחודי של כדור הארץ, על ידי יצירת סוג של תיבת נוח תלת ממדית דיגיטלית. לדברי פרופ' אירשיק, "שימור דיגיטלי של מורשת החיים על כדור הארץ חשוב במיוחד בהתחשב לירידה התלולה במינים רבים, והטכנולוגיה הזו יכולה ליצור מחדש אורגניזמים בדרך שמעולם לא נעשתה לפני כן".

    פרויקט "חיים דיגיטליים" הוא ארגון ללא מטרות רווח שמשלב שיתוף פעולה בין מדענים, בעלי חיים וארגונים ללא מטרות רווח. הוא מעוצב כדי לקבל גישה (באופן אתי) למספר הגדול ביותר האפשרי של בעלי חיים כדי ליצור עותקים דיגיטליים אותנטיים של היצורים החיים לאוספים שלו. הצוות מקווה שאוספי הפרויקט יעודדו קווים חדשים של מחקרים מדעיים, יתמכו בשימוש הטבע וייצרו הזדמנויות חדשות בחינוך, במיוחד עבור מוזיאונים להיסטוריית הטבע. מעבר לכך, המודלים התלת ממדיים זמינים לצפייה ברשת בחינם, וברשת הם יכולים לתפקד ככלי חינוכי מקיף שיכול לתרום לכל אחד.

    צפו: כך יוצרים החוקרים תיבת נוח דיגיטלית

  • גלריות
    מדורים
    דירוגים
    ראשי