濒临灭绝的海龟回游泳优雅与新3 d印制假鳍状肢

发布的丽莎哈维,2016年11月11日

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萝拉是一个战士。她也是一个坎皮海龟,最小的,最濒危的海龟物种。她面临超过她的坏运气。首先,她发现了一个人工孵化的停留在德州的沙子在沙滩上。她可能只有个月大,体重只有7盎司。一条鱼咬了她前鳍的一部分。那是2002年。

11个月的康复治疗后,她被释放回到墨西哥湾,只有第二天又发现迫切需要人类的帮助。这次的罪魁祸首是人造的:她是钓鱼线缠绕在一起。严重受伤,她的前鳍状肢截肢。

伤病意味着她不能被释放到野外,接下来的几年里,她在不同的水族馆在德克萨斯州。根据《波士顿环球报》,她于2008年搬到基韦斯特水族馆,在那里她度过了8年游泳”的圆圈和循环槽,不均匀的她好左鳍。”

直到今年早些时候,当她收到了假鳍状肢。

工科学生创建假鳍状肢

萝拉的帮助下抵达跨规程的本科工科学生团队的形式从伍斯特工学院(WPI)。为他们的WPI高级顶点项目梁,薇薇安,萨曼莎Varela Iok Wong设计并创建了一个仿生假肢洛拉。仿生自它模仿洛拉是健康的鳍状肢的工作方式。

三个工程学生使用机械和生物医学工程的背景设计水动力鳍和相对廉价的三维印刷来创建它。他们与兽医团队工作在基韦斯特水族馆,提供x射线,视频和测量洛拉的树桩和她好左鳍,确保新鳍是一个定制适合洛拉。

视频来源:伍斯特理工学院和罗伯·奥尼尔。

风洞的团队测试了他们的设计,以确保它将推动它就像一个自然的鳍状肢。他们还设计了一个自定义的袖子,确保假体为他们的病人很舒服。他们的工作是在论文中详细的“设计的坎皮海龟的鳍状肢假肢。”在这篇文章中,他们描述了设计过程中使用的商业工具和洛拉的定制假肢的设计:

团队完成软件仿真与ANSYS和JavaFoil。模拟分析了风洞测试来确定电梯,阻力,鳍和力矩系数。
OpenSim软件模型人体肌肉骨骼系统,用于确定力与纤维长度数据。
洛拉受损的鳍SolidWorks模型用于创建假体附件系统。确保自定义适合海龟的安慰是至关重要的。

MATLAB是如何使用

当团队使用人体模型的力与纤维长度数据,所需的团队规模洛拉的纤维长度。为此,他们使用异速生长的比例肌肉纤维的力量。这个比例需要考虑一个海龟的运动。根据纸,”萝拉的肌肉力量与纤维长度图被发现通过外推(维护F-L曲线是相同的),和数据运行通过MATLAB程序为每个肌肉获得力量在一个powerstroke运动。“MATLAB代码可在论文的附录。

这个项目可能有助于这一濒危物种

坎普莱德利海龟自1970年以来已被指定为“濒危”在《濒危物种法》。女性的嵌套人口徘徊在1000点附近,凸显WPI项目的重要性。虽然许多这些海龟可以生存一个前鳍,如果一只乌龟不见了两个前鳍状肢,他们不能游到水面呼吸。这些海龟经常安乐死。,不幸的是,常见的海龟失去前鳍在鲨鱼袭击,因为他们不能画出它们的鳍状肢为保护壳。这个研究带来了希望,双腿截肢的海龟。

“这是非常高科技的海龟,”道格拉斯·马德尔兽医基韦斯特水族馆说。“但这是萝拉的生活更轻松。她有如此多的更多的控制。鳍是几乎相同的一个真正的鳍状肢的密度,灵活性,和感觉。她似乎更快乐;她像一颗子弹的时候绑。”