För att bekämpa missbruket och nedbrytningen av världens korallrev, forskare vid Ben-Gurion University of the Negev (BGU) och Technion Institute of Technology har utvecklat olika 3-D-printade koraller som kan bli nya livsmiljöer. I vissa fall, fisken föredrog dem faktiskt framför naturliga koraller.

Korallrev världen över upplever en kontinuerlig process av förfall till följd av klimatförändringar, naturliga orsaker och mänsklig aktivitet, särskilt korallskörd för akvarier.

Forskningen, publiceras i Designtidningen , fokuserat på att hitta sätt att skapa konstgjorda koraller gjorda av bioplast. De experimenterade med olika material, färger, storlekar, och former, härrör från en skannad naturlig korallmodell.

Medan andra reversättningsprojekt pågår över hela världen, inklusive Tamarrevet i Eilatbukten av BGU-forskare, detta initiativ är det första som fokuserar på att korrekt återge koraller som simulerar strukturen och funktionaliteten hos naturliga levande koraller. Dessa attribut inkluderar vattenflöde runt korallstrukturerna, specifika storlekar som passar mångfalden av fiskarter och närhet till föda (plankton).

Studien är en del av ett samarbete mellan BGU-teamet som leds av professor Nadav Shashar från BGU:s program för marinbiologi och bioteknik och Design-Tech Lab som leds av prof. Ezri Tarazi vid Technion.

I studien, forskare använde 3D-designverktyg för att skanna naturliga korallkolonier, manipulera sedan strukturellt och rumsligt skanningarna för att skriva ut de konstgjorda. Forskarna arbetade genom ett antal olika material och en mängd olika skrivare för att uppnå 3D-modellerna. I sista hand, de installerade fyra olika former av tryckta koraller i flera färger.

Målet var att undersöka vad som gör ett "bra hem" och vilken design fisken föredrog. Efter att skyddsrummen 3-D-printades, de installerades på ett rev vid Röda havets nordöstra kust, och nära Inter-University Institute for Marine Sciences i Eilat. Sedan dök Shashars marinbiologer kontinuerligt över forskningsplatserna under flera månader och spårade kolonisering av modellerna av naturligt förekommande fiskar. Inte bara accepterade fisken lätt de 3-D-printade korallerna, men de föredrog vissa mönster och färger framför naturliga levande koraller.

"Vi blev förvånade när vi upptäckte att färgen spelade roll, " Professor Shashar säger. "Människor tar inte hänsyn till färgerna på ett hus på utsidan när de bestämmer sig för att köpa ett, kanske för att de kan måla om det. Fisk, å andra sidan, indikerade att färgen på deras potentiella nya hem var en fabrikations- eller brytfaktor. Fiskarter som kan se färger visade en tydlig preferens för färgade skydd framför tråkiga."

Professor Shashar säger att designerns observationer och interventioner var viktiga under konceptvalideringsprocessen. Genom att förstå processen för 3D-utskrift och de material som används, konstruktörerna kunde snabbt komma med lösningar på de problem som uppstod under processen.

I deras nästa studiestadium, forskarna försöker designa stora revenheter istället för enstaka koraller. "Vi vill förstå vad som gör att vissa strukturer fungerar bättre än andra, " säger Shashar. "Vårt tillvägagångssätt belyser potentialen i att tackla miljöutmaningar genom design. Använda digitala designverktyg och metoder, vi kan hjälpa den globala ansträngningen att hitta bättre framtida metoder för att skydda och återställa korallrev som snabbt förintas."

Ett nytt koncept, "Naturcentrerad design, " enligt professor Tarazi, kapslar in deras inställning till dessa kolossala utmaningar.

"Ingen disciplin ensam kan hantera dessa utmaningar, " säger Shashar. "Det finns ett tydligt behov av tvärvetenskapligt samarbete. "Vi bevisade att införandet av designers i att ta itu med akuta biologiska frågor är fördelaktigt och kan fungera som en modell för att införliva designtänkande för att ta itu med biologiska frågor och upprätthålla naturen."