Usando smartphones para criar varreduras 3D de vida marinha encalhada

Brendan Cottrell estuda a aplicação da tecnologia de sensoriamento remoto e drones na conservação de mamíferos marinhos no Laboratório de Sensoriamento Remoto Aplicado da Universidade McGill, onde concluiu recentemente seu MSC.

Depois de se formar com um BSC em Física Aplicada pela Simon Fraser College, Cottrell trabalhou com a Rede de Respostas de Mamíferos Marinhos da Colúmbia Britânica, onde estava envolvido em Marine mamífero Resgate, Necropsias e Pesquisa.

Sua pesquisa atual está examinando a capacidade dos drones e as técnicas de sensoriamento remoto de caracterizar e catalogá -lo a prevalência e gravidade da cicatrização de emaranhamento em grandes baleias, como jubarte.

Ele é o primeiro autor de um Fronteiras na Ciência Marinha Artigo no qual ele e seus co-autores investigaram a praticidade do uso de smartphones para criar varreduras em 3D da vida marinha encalhada que podem ajudar nos exames autopsy e ajudar os cientistas e conservacionistas a proteger espécies marinhas.

O que o inspirou a se tornar um pesquisador?

Meu interesse em pesquisas começou com um amor precoce pela natureza, particularmente o oceano e sua vida selvagem. Desenhado à conservação, sou fascinado por como a tecnologia pode ajudar a estudar e proteger mamíferos marinhos.

Em que pesquisa você está trabalhando atualmente?

Esta pesquisa se concentra no uso de tecnologias acessíveis de varredura 3D, como dispositivos móveis equipados com LIDAR e fotogrametria de UAV, para documentar e analisar mamíferos marinhos encalhados. Lidar (detecção de luz e variação) é uma tecnologia de sensoriamento remoto que usa pulsos a laser Para determinar a distância entre o instrumento e uma superfície ou objeto alvo.

A distância é determinada através de uma medida do tempo que leva para que os pulsos viajem para a superfície e sejam refletidos para o sensor. A saída resultante, normalmente uma nuvem de pontos 3D, fornece uma representação detalhada de superfícies e objetos. Por outro lado, a fotogrametria é uma técnica usada para criar modelos 3D a partir de fotografias 2D, capturando uma série de fotografias sobrepostas de diferentes ângulos e processamento com software program especializado.

Ao integrar essas ferramentas aos procedimentos de necropsia, pretendo melhorar a coleta de dados morfométricos, aprimorar a documentação publish -mortem e criar visualizações interativas para pesquisa, educação e conservação. Este trabalho é particularmente valioso para grandes estidos de baleias remotas, onde os métodos tradicionais podem ser limitados.

Você usou um iPhone12 para o seu trabalho. Poderia – na teoria – qualquer um equipado com um telefone com um sensor Lidar e o aplicativo faz uma varredura 3D? O que, se houver, o treinamento é necessário?

Sim, em teoria, qualquer pessoa com um telefone equipado com Lidar (como um iPhone 12 Professional ou posterior) e o aplicativo certo, como o Scaniverse, poderia criar uma varredura 3D de um mamífero marinho encalhado. O processo foi projetado para ser fácil de usar, mas algum treinamento básico é benéfico para garantir verificações de alta qualidade e precisas.

Os principais aspectos do treinamento incluiriam a compreensão dos ângulos e distâncias ideais de varredura, garantindo a cobertura whole da amostra, gerenciando Desafios ambientais (por exemplo, brilho de superfícies úmidas ou condições de baixa luz) e usando as ferramentas de medição do aplicativo corretamente. Embora a tecnologia seja altamente acessível, a técnica adequada ajuda a maximizar a precisão e a usabilidade para fins de pesquisa e conservação, que esperamos destacados no artigo.

Que informações podem fornecer reconstruções 3D que podem não ser obtidas usando medições tradicionais no campo?

As reconstruções em 3D oferecem um nível de detalhe e versatilidade que as medições de campo tradicionais nem sempre podem alcançar. Eles fornecem um registro digital completo de uma amostra, permitindo avaliações morfométricas precisas, medições pós-interrogatório e reanálise sem precisar da carcaça física.

Diferentemente das medições tradicionais, que podem ser limitadas por acesso, restrições de tempo ou condições ambientais, os modelos 3D capturam a forma de corpo inteiro, lesões externas e estruturas anatômicas no contexto, permitindo comparações entre espécimes e espécies. Além disso, essas reconstruções podem ser usadas para visualização em educação, treinamento em resposta e planejamento de conservação, que expandem seu impacto além do campo.

Na sua opinião, por que sua pesquisa é importante?

Esta pesquisa é importante porque fornece um método acessível e de baixo custo para documentar e analisar mamíferos marinhos encalhados, particularmente em regiões remotas ou limitadas por recursos.

Ao usar dispositivos móveis equipados com LiDAR amplamente disponíveis e aplicativos de varredura gratuitos ou baratos, os respondentes e pesquisadores da comunidade podem coletar dados 3D de alta qualidade sem a necessidade de equipamentos especializados ou caros.

Essa abordagem não apenas aprimora a precisão morfométrica e a documentação da necropsia, mas também democratiza a coleta de dados, permitindo que mais regiões contribuam para a conservação de mamíferos marinhos e avaliações de saúde sem as barreiras de custo ou conhecimento técnico.

Existem conceitos errôneos comuns sobre essa área de pesquisa? Como você abordaria?

Um equívoco comum é que a varredura 3D é complexa demais para que os não especialistas usem efetivamente. Na realidade, os smartphones modernos equipados com o LIDAR e os aplicativos amigáveis ​​tornam o processo simples, exigindo apenas treinamento básico para capturar modelos altamente precisos.

Quais são algumas das áreas de pesquisa que você gostaria de ver nos próximos anos?

Adoraria ver mais pesquisas integrando a digitalização em 3D com outras modalidades de imagem, como ressonância magnética e CT, para criar uma visão completa de mamíferos marinhos encalhados. A combinação de reconstruções 3D externas com dados anatômicos internos pode fornecer informações únicas sobre patologia, trauma e saúde geral.

Essa abordagem não apenas aprimoraria a documentação da necropsia, mas também abriria novas oportunidades para dissecções virtuais, Estudos comparativose educação, permitindo que pesquisadores e respondentes entendam e preservem melhor esses animais incríveis.

Como a ciência aberta beneficiou o alcance e o impacto de sua pesquisa?

A Open Science expandiu o alcance desta pesquisa, disponibilizando as lições aprendidas para um público world. O compartilhamento dessas ferramentas também melhora a coleta e a padronização de dados, permitindo que os respondentes e pesquisadores em todo o mundo contribuam para a conservação dos mamíferos marinhos.

Promovendo a colaboração e a transparência, ciência aberta Garante que os dados valiosos de ajuste seja melhor coletados, compartilhados e usados ​​para promover os esforços científicos e de conservação em todos os lugares.