動物園とGEアディティブの斬新なコラボレーションで工学と動物学の融合を実現
シンシナティ動植物園には、世界的に有名なカバのフィオナを含む2,000頭の動物が飼育されており、一頭一頭に優れたケアを提供することに力を入れています。工業用3Dプリント（しばしば添加物製造と呼ばれる）の限界を押し広げることで知られるGEアディティブ社との斬新なパートナーシップのおかげで、動物たちの中には、自然な採食行動を促すために製造されたフィーダーから食事を得ているものもいます。
"私たちがよく考えることは、世話をしている動物の自然な摂食行動をどうやって真似するかということです。野生では、動物は食べ物を見つけ、獲得し、処理するように適応していますが、 それは必ずしも簡単なことではありません。シンシナティ動物園のアニマルエクセレンスマネージャー、デビッド・オーバン氏は次のように述べています。
"例えば、一部の鳥類や小型哺乳類に生きた昆虫を提供する際によく目にする課題の一つは、捕獲しても5分から10分で消費されてしまうことです。私たちは、より複雑なフィーダーを作ることで採食時間を延ばし、動物の身体活動と精神的な刺激を高めて、野生動物の行動を自然に近づけようと考えました」とOrban氏は付け加えます。
Orban氏は、動物たちがどのように一日を過ごしているのか、また、動物たちが環境や他の動物たちとどのように交流しているのかを観察し、記録するチームを率いています。このデータは、シンシナティ動物園での動物の経験をよりよく理解するために使用され、飼育、食事、生息地の設計、革新的なエンリッチメントソリューションなどの動物ケアの面で情報を提供するために使用することができます。
シンシナティにあるGEアディティブのAddWorksコンサルティングチームのエンジニアは、動物園の研究者や飼育員が収集したデータを使用して、金属製の3Dプリント技術が動物たちに野生のように餌を見つける機会を与えることにどのように役立つかを想像しました。
"最初に、動物園のチームが私たちを案内してくれて、動物たちの関心を高め、豊かにしていくという目標を説明してくれました。シンシナティの GE Additive 社のリードエンジニア Shannon Jagodinski 氏は次のように述べています。「このような非定型的な顧客との仕事に携われたこと、そして、添加剤技術を使えば、空は本当に限界があることを証明することができる挑戦にワクワクしています。
このプロボノプロジェクトでの課題の一つは、エンジニアから動物学者へ、またその逆の場合は動物学者へと、お互いのコミュニケーションの取り方を学ぶことでした。もう一つは、シンシナティ動物園のチームが3Dプリントが生み出す可能性を理解するのを助けることでした。
"加法技術では、金属やプラスチックを使って、必要な形状、角度、構造、質感などをデザインに取り入れることができます。私たちが最初に考慮したのは、動物、飼育員、来園者の安全性であり、次に動物園側の要求である、環境の中で自然に見えるようにすることでした」とJagodinski氏は付け加えています。
最初のミーティングの後、GEアディティブのエンジニアと動物園のエンリッチメントチームと飼育員は、新しいフィーダーのデザインについて意見交換を始めました。動物園では、動物たちのための新しい豊かな体験のために、動物飼育スタッフからできるだけ多くのアイデアを集めました。
GEのエンジニアは、添加剤製造機のビルドプレート上での部品の向きから粉体の除去まで、添加剤部品の設計に必要な具体的な考慮事項を念頭に置きながら、これらのコンセプトを設計の実現可能性を評価しました。彼らは2つのアイデアを動物園チームに提示し、動物園チームは最も多くの動物たちに最大の利益をもたらすと思われるデザインを選択しました。最初の部品は、今年2月にリサイクルされたチタンパウダーを使用して印刷されました。
最終的に完成したのは、飼育員が動物たちに餌を与えていない状態を解除し、ランダムなタイミングで生息地に餌を分配する装置で、これは動物たちが野生で経験するようなものです。装置の外観は樹皮のような質感の木の幹を模しており、フィーダーの内部にはコオロギを収容するための中央の囲いがあり、その囲いには長さの異なるチューブが接続されており、外部に沿って異なるポイントで装置から出てきます。
コオロギがどのチューブを選択するかによって、装置から出るまでの時間が異なるため、動物たちに様々なタイミングでコオロギを与えることができます。
"このフィーダーのコンセプトが選ばれた後、私の最初の質問は、『コオロギはどのくらいの大きさで、どのくらいの大きさのチューブを這う必要があるのか』ということでした。動物園の昆虫チームからフィードバックを得て、3種類のチューブサイズを試してみました。私たちは3つの異なる直径のチューブのプロトタイプを印刷し、動物園のコオロギの囲いの中でテストし、どのサイズが最も効果的かを確認しました」とJagodinski氏は述べています。
COVID-19の大流行により世界中の動物園が一時的に閉鎖されたにもかかわらず、シンシナティのGE Additiveチームは、ロックダウンの前に完成したデバイスを1台届けることができました。飼育係はこの時間を使って、まず鳥を使って、次にミーアキャットなどのより小さな食虫性哺乳動物を使って、フィーダーの効果を実験し、テストすることができました。
「採餌時間と動物の調査と相互作用は、数分ではなく、テストでは最大数時間続くことがわかりました。これは、1日に複数回、さまざまな方法で使用できることを意味するので、私たちにとって本当にエキサイティングです。生息地。多くの動物がそれに興味を示し、それに興味を持ち続けていることを私たちは本当に見てきました。
GE Additiveは、動物の繁殖と3D印刷機能に関する教育用を含め、シンシナティ動物園に給餌装置をさらにいくつか提供します。このデモピースは、樹皮のテクスチャのある外観の一部を削除して、金属の3Dプリントで可能になった複雑で複雑な内部通路を露出させ、学校のグループや他の訪問者に教えます。
「私が添加剤について学び続けていることが1つあるとすれば、すべてのお客様が独自の課題を抱えているということです。 GEアディティブのAddWorksコンサルティングチームのリーダーであるDave Chapin氏は、このユニークなパートナーシップが動物にプラスの影響を与えたのは驚くべきことです。
ジャゴディンスキーに関しては、彼女は有名なシンシナティのランドマークがその門を再び開く日を楽しみにしています。コロナウイルスの後、私はそれに取り組んだ、それはチタン添加剤部品であり、それは3D印刷技術を使用して作成された。」