天才想法！工程師用3D打印“仿真烏龜”，幫助解決沙漠烏鴉物種泛濫危機(jī)

導(dǎo)讀：2022年4月7日，南極熊獲悉，為了應(yīng)對(duì)莫哈韋沙漠的烏鴉數(shù)量泛濫的危機(jī)，工程師們采用3D打印的“仿真烏龜”放到沙漠當(dāng)中，當(dāng)烏鴉靠近它時(shí)，它會(huì)噴射出人工酸液驅(qū)趕鴉群。

由于人類的活動(dòng)，烏鴉已經(jīng)侵入美國西部的沙漠，對(duì)其生態(tài)系統(tǒng)造成了損失，特別是威脅到了沙漠烏龜?shù)纳�存，因�(yàn)闉貘f在它們的殼還沒有完全形成時(shí)就捕食幼龜。為了拯救沙漠龜種群，一位生物學(xué)家與工程師合作，制造了一個(gè)3D打印的、外形相似的小烏龜，使他們能夠收集關(guān)于烏鴉襲擊的數(shù)據(jù)，并以無毒噴霧進(jìn)行反擊。他希望這種技術(shù)手段能夠成為其他生物學(xué)家用來解決某些物種保護(hù)危機(jī)的實(shí)用案例。

△圖片：Hardshell實(shí)驗(yàn)室/Autodesk提供

烏鴉在莫哈韋沙漠當(dāng)?shù)乇徽J(rèn)為是一種本土入侵物種。在過去的25年里，由于人類在沙漠中的存在擴(kuò)大了，它們的數(shù)量增加了700%，在惡劣的環(huán)境中提供了以前不存在的機(jī)會(huì)：高速公路上的路產(chǎn)和垃圾現(xiàn)在成了食物，而廣告牌和輸電塔則是筑巢的結(jié)構(gòu)。蒂姆-希爾茲（Tim Shields）是一位擁有30多年研究烏龜行為和種群經(jīng)驗(yàn)的野外生物學(xué)家，他在位于加州維克多維爾（Victorville）郊區(qū)莫哈韋沙漠西南邊緣的汽車上接受了Fast Company的通話采訪："我正在看一個(gè)已經(jīng)被改變的景觀，這個(gè)世界只是漫天的烏鴉。"

△圖片：Hardshell實(shí)驗(yàn)室/Autodesk提供

沙漠當(dāng)?shù)氐臑貘f食物來源很廣泛，它們以穴居貓頭鷹為食，以色彩斑斕的科切拉谷地流蘇蜥蜴為食，以幼龜為食（當(dāng)烏龜浮出地面躲避炙熱的地面溫度時(shí)，烏鴉用喙戳破軟殼）。這些幼龜別無選擇，浮出沙面是它們的天性使然。在春天，幼年陸龜必須出去吃東西，以幫助它們的角質(zhì)外殼骨化，因?yàn)閺拈L遠(yuǎn)來看，骨頭會(huì)使它們對(duì)捕食更有免疫力。但是，在它們成長早期生活的8到15年里，它們都有被烏鴉襲擊的危險(xiǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，自20世紀(jì)80年代以來，沙漠龜?shù)臄?shù)量已經(jīng)減少了至少90%，并被正式列為受威脅物種，盡管希爾茲說它們應(yīng)該屬于瀕危類別。

△圖片：Hardshell實(shí)驗(yàn)室/Autodesk提供

為改變這一現(xiàn)狀，工程師們想出來一個(gè)好點(diǎn)子——為欺騙烏鴉而制造出假烏龜。這個(gè)概念已經(jīng)由Hardshell實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了十多年，Shields的公司利用技術(shù)來保護(hù)本地野生動(dòng)物免受鳥類的破壞。這一天才想法源于希爾茲家鄉(xiāng)阿拉斯加的一名高中生的聰明才智，研究團(tuán)隊(duì)依據(jù)這一想法3D打印出一個(gè)外殼，然后由歐特克公司（Autodesk）改進(jìn)，該公司是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）的領(lǐng)導(dǎo)者之一。Hardshell使用該公司的CAD工具Fusion 360，3D打印了一個(gè)堅(jiān)硬的塑料樹脂外殼，并涂上了類似于小動(dòng)物的顏色。事實(shí)證明，它們是栩栩如生，很具有欺騙性。Shields說："我一直在用這些東西愚弄專業(yè)的生物學(xué)家，有些自欺欺人的意味。"

△圖片：Hardshell實(shí)驗(yàn)室/Autodesk提供

為了騙過烏鴉，它們的逼真程度是至關(guān)重要的。這些“山寨版烏龜“可以通過其內(nèi)部的傳感器和攝像頭跟蹤掠過它們頭頂?shù)臑貘f，并收集有關(guān)烏鴉何時(shí)、何地、如何攻擊以及威脅嚴(yán)重程度的數(shù)據(jù)。此前，希爾茲的研究依靠的是沙漠中回收的假龜殼，這是取證，而不是定量的、科學(xué)上嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖C證據(jù)。他們?cè)?018年和2019年大規(guī)模部署了這些打印龜殼，并已向美國魚類和野生動(dòng)物管理局出售了約1000枚。利用從他們的假烏龜身上收集到的數(shù)據(jù)，希爾茲的團(tuán)隊(duì)確定，沙漠中每2.5平方公里有一只烏鴉就能確保烏龜?shù)木植繙缃^。Shields說："在幼龜成熟所需的時(shí)間內(nèi)，那個(gè)小家伙從烏鴉口中逃脫的幾率基本上是零。”

現(xiàn)在，一些新的仿真手段也不斷產(chǎn)生出來。國防制造公司CornerstoneResearch Group已經(jīng)在烏龜外殼內(nèi)安裝了電子加速器和液體罐。如果烏鴉“咄咄逼人”，殼內(nèi)就會(huì)噴出一種無毒的刺激性物質(zhì)，叫做蟻酸甲酯，這是一種可以驅(qū)趕鳥類的人工葡萄調(diào)味劑。希爾茲說："烏鴉不喜歡驚嚇，它們具有高度的新事物恐懼癥，或?qū)θ魏涡率挛锏目謶�。我們的想法是，把它們嚇得魂飛魄散，這樣就會(huì)在它們的大腦中留下烙印，并希望它們能把危險(xiǎn)傳達(dá)給它們的孩子。我們?cè)噲D在烏鴉社會(huì)中插入一個(gè)備忘錄，并希望它能傳播開來。“

△圖片：Hardshell實(shí)驗(yàn)室/Autodesk提供

Hardshell現(xiàn)在正在測試武器化原型在"反擊烏鴉行動(dòng) "中的表現(xiàn)，去年已經(jīng)試驗(yàn)了5個(gè)，今年還有10個(gè)。Shields對(duì)這種合作感到振奮，并相信技術(shù)是解決日益增長的生物滅絕危機(jī)的方法。在另一邊，有一些經(jīng)常從事干巴巴問題的工程師，但他們被“假烏龜“激發(fā)了活力，并表示打印假烏龜是一個(gè)極其有趣的工作。

△圖片：Hardshell實(shí)驗(yàn)室/Autodesk提供

多年以來，Hardshell也采用了基于其他技術(shù)的方案來解決烏鴉問題，包括使用激光燈阻止它們進(jìn)入棲息地，以及一種他們稱之為 "遠(yuǎn)程涂油蛋 "的程序。安裝在空中無人機(jī)上的噴嘴將一種無毒的油涂在烏鴉蛋上，阻止氧氣交換，這樣它們就不會(huì)孵化。但蛋體仍然沒有被損壞，所以烏鴉繼續(xù)孵化它們，不會(huì)再筑巢，有助于減少繁殖，并遏制種群。

下一步將是通過使用更具欺騙性的假人來驅(qū)趕于好奇心強(qiáng)的烏鴉。Shields說："當(dāng)你和像烏鴉這樣聰明的動(dòng)物打交道時(shí)，你不想把一切都押在動(dòng)物的當(dāng)前行為上，因?yàn)樗鼈兎浅ｌ`活。他想制造一只可以移動(dòng)的機(jī)器人烏龜，或者其頭部可以探出并擺動(dòng)。該團(tuán)隊(duì)還可能考慮其他厭惡性工具，包括浸泡在一種叫做卡巴喬的化學(xué)物質(zhì)中的肉餌，這將引發(fā)惡心的食物中毒，這種內(nèi)臟反應(yīng)足以使我們不再品嘗某些食物。

Shields曾想過將驅(qū)趕烏鴉的技術(shù)手段變成一種游戲，通過遙控，游戲者可以控制烏龜誘餌，并有可能發(fā)射刺激物。他說："基于游戲樂趣的環(huán)保主義是一個(gè)贏家，基于內(nèi)疚感的環(huán)保主義是一個(gè)失敗者。"最終，他想找到最好的工具來吸引人們離開他們的屏幕，回到大自然中，并讓他們關(guān)心保護(hù)大自然。他補(bǔ)充說："事實(shí)上，人類所能構(gòu)建的任何所謂生物鏈都只是生態(tài)系統(tǒng)一直在做的事情的一個(gè)蒼白的影子，我們應(yīng)該努力保護(hù)所生存的這個(gè)星球"。