【列印良品】讓 3D 列印成為生態和平的推手

作者:INPLUS

人類活動導致氣候異常、全球暖化的現象已是現今不可忽視的議題。本篇文章帶您一起看看 3D 列印技術如何協助恢復生態多樣性,成為「維持生態和平的推手」。

3D 列印技術快速成形、製造材料多樣、可以實現客製化生產的優勢,特別適合新產品開發及單件小批量零件的生產,已蔚為現今生產製造的潮流,至今在許多領域都有廣泛的應用,例如模型製造、建築、工業設計、航空、醫療等。如此多方應用的 3D 列印技術當前甚至成為「維持生態和平的推手」,修復由於人類活動變得脆弱的生態系統。

1. 靠著「3DP 機器花」促使蜜蜂繁殖

蜜蜂幫助植物和農作物授粉,是生態系統中不可或缺的組成角色,然而由於氣候異常、殺蟲劑和引入入侵等因素,全世界的蜜蜂數量正在减少;幸運的是,有一些人和組織積極研究蜜蜂,努力想出一些方法來保護蜜蜂。近日,來自澳洲的藝術家 Michael Candy 為了拯救蜜蜂數量減少,提出了名為「人造花粉」的概念性項目,主要依靠 3D 列印機器花和人工授粉來促進蜜蜂繁殖。

澳洲藝術家 Michael Candy 研發 3D 列印機器花促進蜜蜂繁殖(圖片來源:INPLUS 提供)

Michael Candy 打造的機器花和一般的花一樣,有花粉和花蜜,但為了吸引蜜蜂並讓幫助們授粉,機器花必須和真正的植物放在一起,才能增加蜜蜂在機器花上授粉的機率。值得一提的是,3D 列印的機器花整合了人造雄蕊(花的繁殖器官)和設計用來吸引蜜蜂的油菜籽花瓣,花蜜溶液則需通過一系列馬達和管子,才能帶到 3D 列印機器花的花瓣表面。

Michael Candy 設計的人工授粉系統(圖片來源:INPLUS 提供)

據 Michael Candy 表示,獲得蜜蜂授粉的機器花並不是想像中那麼簡單,這個過程其實經歷了大量的試驗和錯誤,花了幾年的時間才成功地讓蜜蜂著陸在合成花粉器上;他也強調,由於蜜蜂有各種方法可以識別花朵,因此在視覺上,機器花的顏色和形狀對吸引蜜蜂很重要。

如測試和實驗所顯示,蜜蜂已成功被小小的黃色 3D 列印花朵所吸引,並採集到它們的花粉。Michael Candy 相信他的人工授粉系統有朝一日可以在更廣泛的範圍內實施,以鼓勵蜜蜂授粉。

蜜蜂在 3D 列印機器花上採集花粉(圖片來源:INPLUS 提供)

2. 印出珊瑚礁,拯救海洋生態系統

珊瑚礁是造物者在海洋中最令人驚嘆的成就之一,由數百萬計的珊瑚蟲所組成,宛如一座巨大的城市,是許多海洋物種的棲身之所,但人類過度開發的行為導致整體氣候加速改變,對珊瑚礁造成重大的影響。

珊瑚白化現象對海洋生態造成嚴重影響,科學家因此利用 3D 列印製作人造珊瑚礁(圖片來源:INPLUS 提供)

海洋珊瑚礁不僅遭到破壞,整個珊瑚礁生態系統也開始變得脆弱。自 20 世紀 80 年代以來,大約有一半的地球珊瑚礁已經死亡,且這個數字逐步上升;大約在三年前,科學家觀察到有史以來第三次全球珊瑚礁白化,史稱「歷史上最大的珊瑚破壞」,科學家因此開始利用 3D 列印,製作人造珊瑚礁,試圖恢復海洋的生物多樣性,而馬爾地夫正是其中最新的一個案例。

來自墨爾本—珊瑚礁設計實驗室 Reef Design Lab 的工業設計師 Alex Goad 負責這項工程,期望利用科技手段幫助馬爾地夫海域的珊瑚礁對抗海水升溫形成的威脅,建立一個新的珊瑚礁生態系統。

Alex Goad 透過 3D 列印技術,製作珊瑚礁模具(圖片來源:INPLUS 提供)

Alex Goad 運用精密的計算機建模技術,模擬馬爾地夫海域的天然珊瑚礁,設計出相似的結構。他採用的模具材質是一種近似天然珊瑚礁中碳酸鈣的黏土材料,在經過大型 3D 列印機 24 小時不停運作後,完成珊瑚礁結構模具的列印。

模具透過海路運輸到馬爾地夫,再用混凝土填充,然後像拼裝樂高積木那樣把 220 個模塊組合起來,最終完成「人工珊瑚礁」的製作。 這個人工珊瑚礁長約 7 米,由數百個陶製和混凝土製作的模塊構成,每個模塊的外觀和真正的珊瑚礁極為相似,幾乎看不出差別。

目前操作人員正積極將培育的珊瑚礁「幼苗」移植到這個 3D 列印人工礁體上,期望它能不斷生長,最後覆蓋人工礁體。

小結

人類發明許多科技技術以解決日常生活的問題,希望生活變得便利、有效率;但同時人類活動造成地球生態嚴重損壞也是一個不爭的事實。透過 3D 列印技術協助生態環境修補已是個相當不錯的嘗試,期許人類的智慧與發明能朝向永續生態經營的方向,共創生生不息的局面。

(本文整理自 INPLUS;責任編輯:賴佩萱)

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將3D Printer推廣到個人藝術創作、創意工作室及一般民眾家庭之中,藉由小量的設計、快速3D成形,讓設計隨時可以充滿在我們的生活中。
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