◎ ความท้าทาย：

เพื่อจับภาพสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในน้ำที่มีขนาดใหญ่เช่นปลาวาฬในรูปแบบ 3D เต็มสี เพื่อการสืบสวนทางนิติเวช, การวิจัย และการอนุรักษ์

◎ วิธีแก้ปัญหา：

Artec Eva, Artec Space Spider, Artec Leo, Artec Ray, Artec Studio, CT scans

◎ ผลลัพธ์：

การใช้เครื่องสแกน 3D Artec ที่หลากหลายสามารถจับวาฬ, โลมา, เต่าทะเล และอื่น ๆ ได้ รวมไปถึงเรือและพื้นผิวที่เสียหายซึ่งอาจทำให้เกิดการบาดเจ็บหรือเสียชีวิต ผลการวิจัยและคำแนะนำที่รวบรวมได้จะถูกแบ่งปันกับหน่วยงานของรัฐและผู้มีส่วนได้ส่วนเสียในสาขาต่าง ๆ เช่น บริษัทเดินเรือ โดยมีเป้าหมายเพื่อช่วยเหลือในมาตรการอนุรักษ์ที่แม่นยำและค้นหาวิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพสำหรับการป้องกันการบาดเจ็บ

◎ ทำไมต้อง Artec 3D ?：

ด้วยเครื่องสแกนหลากหลายประเภทที่สามารถจับภาพได้ทุกอย่างตั้งแต่ร่องด้านท้องไปจนถึงความยาวและเส้นรอบวงทั้งหมดของวาฬ ไปจนถึงเรือและเรือยอร์ชทั้งลำ Artec Studio ก้าวขึ้นมาเพื่อรวมข้อมูลทั้งหมดเข้าด้วยกันเพื่อสร้างภาพสามมิติที่สมบูรณ์ของสัตว์ทะเลเหล่านี้ ซึ่งจะส่งผลโดยตรงต่อการวิจัย และการสนทนาและการอนุรักษ์ที่สำคัญที่เกิดขึ้นตามมา

เมื่อพูดถึงนิติเวชและการชันสูตรพลิกศพ พวกเราส่วนใหญ่คงนึกถึงศพของมนุษย์, โรงพยาบาล, ห้องเก็บศพ และห้องแล็ป แต่ในโลกแห่งวิทยาศาสตร์ คำศัพท์เหล่านี้ขยายออกไปไกลกว่านั้นมาก และรวมถึงสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมด้วยเช่นกัน แม้ว่าจะอาศัยอยู่ในทะเลและมีความหลากหลายมากกว่าก็ตาม และสำหรับทีมหนึ่งในฮ่องกง เทคโนโลยี 3D และการสืบสวนนิติเวชของสัตว์น้ำผสมผสานกัน โดยการสแกน 3D ตั้งแต่การบาดเจ็บของสัตว์ไปจนถึงหลอดเลือดที่ก่อให้เกิดความเสียหาย

โลมาที่ตายแล้วกำลังถูกสแกนด้วย Artec Leo

“หัวข้อการวิจัยหลักของเราคือสัตว์น้ำที่เกยตื้นในฮ่องกงและแหล่งน้ำใกล้เคียง ซึ่งเป็นสัตว์ที่ใช้ประโยชน์จากแหล่งที่อยู่อาศัยของสัตว์น้ำชายฝั่งตามแนวทะเลจีนใต้” ศาสตราจารย์ Brian Kot ผู้ช่วยศาสตราจารย์และนักวิจัยด้านภาพทางสัตวแพทย์ ใน Aquatic Animal Virtopsy Lab, City University of Hong Kong กล่าว

วัตถุประสงค์ของการวิจัยครั้งนี้คือเพื่อให้มีหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ที่ชัดเจนเกี่ยวกับผลกระทบทางธรรมชาติและจากการกระทำของมนุษย์ต่อสัตว์น้ำผ่านแนวทางการสอบสวนหลังการตายที่นำโดยการตรวจชันสูตรพลิกศพ (virtopsy) ซึ่งเป็นการบันทึกภาพ 3D ของซากสัตว์ที่เกยตื้นและเครื่องมือที่คาดว่าจะทำให้เกิดการบาดเจ็บ และการตรวจ CT/MRI/อัลตราซาวนด์หลังการตาย ซึ่งจะทำให้ได้สำเนาอิเล็กทรอนิกส์ที่สมบูรณ์สำหรับการสอบสวนการเสียชีวิต การวิเคราะห์การจับคู่ และการสร้างภาพจำลองสถานที่เกิดอุบัติเหตุเสมือนจริง กล่าวโดยย่อคือ เพื่อบันทึกสัตว์น้ำที่ได้รับบาดเจ็บหรือเสียชีวิต เพื่อตรวจสอบว่าเกิดขึ้นได้อย่างไรและเพราะเหตุใด และเพื่อพิจารณาว่าจะป้องกันเหตุการณ์ดังกล่าวในอนาคตได้อย่างไร

โลมากำลังถูกสแกนด้วย Artec Space Spider

“การโต้ตอบระหว่างเรือเป็นหนึ่งในภัยคุกคามจากการกระทำของมนุษย์ที่สำคัญที่สุดต่อวาฬที่อาศัยอยู่ในพื้นที่” ศาสตราจารย์ Kot อธิบาย “ในปี 2018 พบหลักฐานของการบาดเจ็บจากของมีคมหรือของทื่อที่บ่งชี้ถึงการโต้ตอบระหว่างเรือในวาฬเกยตื้น 19 ตัวจากทั้งหมด 38 ตัวที่เราพบ” แม้ว่าการจราจรทางทะเลที่ลดลงหลังจากการระบาดของ COVID-19 ในปี 2020 จะทำให้การโต้ตอบดังกล่าวลดลง แต่ยังคงมีภัยคุกคามอื่น ๆ อีกมากมาย ในปี 2023 พบสัญญาณของการพันกันของเครื่องมือประมงหรือการติดอยู่ในใต้น้ำอย่างรุนแรงในวาฬเกยตื้น 15 ตัวจากทั้งหมด 25 ตัวที่ได้รับรายงาน

การสแกนกระดองและลำตัวของเต่าทะเล

“เรามุ่งมั่นที่จะผลักดันการสืบสวนของเราให้มุ่งสู่เป้าหมายของการอนุรักษ์ทางทะเล และการอนุรักษ์โลมาหรือเต่าทะเล เพื่ออำนวยความสะดวกในการอภิปรายและการตัดสินใจเชิงนโยบายตามหลักวิทยาศาสตร์ ซึ่งจะทำให้สามารถใช้สัตว์น้ำเป็นผู้พิทักษ์สุขภาพของระบบนิเวศได้ โดยมุ่งสู่อุดมคติ ‘มหาสมุทรหนึ่งเดียว สุขภาพหนึ่งเดียว'” Mr. Henry Tsui ผู้ช่วยวิจัยอาวุโสและผู้จัดการห้องปฏิบัติการใน Aquatic Animal Virtopsy Lab ของ City University of Hong Kong กล่าวสรุป “และในกรณีที่เกิดคดีความ ผลการค้นพบเหล่านี้สามารถทำหน้าที่เป็นหลักฐานที่มีความแม่นยำและเชื่อถือได้มากกว่าภาพถ่าย 2D”

การเติบโตที่รวดเร็ว

แม้ว่าทีมจะได้ใช้เทคนิคทั่วไป เช่น การถ่ายภาพและการถ่ายภาพสามมิติ เพื่อบันทึกสภาพภายนอกของสัตว์เป็นครั้งแรก แต่วิธีการเหล่านี้ก็ยังไม่เพียงพอ

“การถ่ายภาพนั้นได้รับผลกระทบจากปัจจัยหลายอย่าง เช่น แสงของสภาพแวดล้อม, ระยะทาง และอีกหลาย ๆ อย่าง” ศาสตราจารย์ Kot กล่าว “ดังนั้น เราจึงต้องการโมเดล 3D เพื่อให้เห็นภาพสภาพผิวหนัง, บาดแผล และการบาดเจ็บ และอาจรวมถึงเครื่องมือที่ก่อให้เกิดบาดแผลด้วย”

หลังจากทดลองใช้การสแกนสามมิติหลายวิธีแล้ว ในที่สุดทีมงานก็พบวิธีแก้ปัญหาใน Artec 3D

เต่าทะเลที่พบในตอนนี้ได้รับการจับภาพเป็นภาพ 3D ความละเอียดสูง

“เราเลือก Artec 3D เป็นอันดับแรกเพราะสีมีความสำคัญกับเรามาก เมื่อเราทำการตรวจสอบอาการบาดเจ็บและบาดแผล พื้นผิวจะให้ข้อมูลแก่เรามากขึ้น ไม่ว่าจะเป็นบาดแผลใหม่ บาดแผลที่กำลังหาย หรือมีข้อมูลใด ๆ หรือไม่ เป็นต้น”

ทีมงานได้ตัดสินใจขยายชุดเครื่องมือของตนโดยเริ่มจาก Artec Eva ซึ่งเป็นโซลูชันอเนกประสงค์สำหรับจับภาพวัตถุขนาดกลาง และ Space Spider ซึ่งเป็นโซลูชันยอดนิยมของอุตสาหกรรมในการถ่ายภาพรายละเอียดเล็ก ๆ น้อย ๆ ด้วยความแม่นยำสูงมาก “เราใช้ Eva สำหรับการสแกนร่างกายสัตว์ทั้งหมด และ Space Spider สำหรับบริเวณที่สนใจ เช่น หัว, ครีบหลัง, ช่องคลอด และบาดแผลหรือรอยโรคบนผิวหนัง โดยปกติแล้วจะใช้เวลารวบรวมข้อมูลประมาณ 20-30 นาที” ศาสตราจารย์ Kot กล่าว “นอกจากนี้ เรายังใช้ Artec Leo ซึ่งใช้เวลาเพียง 5-10 นาทีในการสแกนโลมา”

เข้าใกล้วาฬด้วย Artec Leo แบบไร้สาย

นอกจากโลมาแล้ว ทีมงานยังสแกนเต่าทะเลอีกด้วย Artec Leo เป็นระบบไร้สาย ขับเคลื่อนด้วย AI และใช้งานง่ายเหลือเชื่อ ออกแบบมาเพื่อใช้ในกรณีเช่นนี้: การเคลื่อนที่บนพื้นผิวขนาดใหญ่, จับภาพได้อย่างรวดเร็ว และไม่มีสายไฟหรือสายเคเบิลมาขวางทาง

เอกสารที่จำเป็น

เนื่องจากเป้าหมายคือการสแกนและตรวจสอบไม่เพียงแต่ภายนอกของสัตว์เท่านั้น แต่รวมถึงภายในด้วย การสแกนจึงต้องทำอย่างระมัดระวังและเฉพาะเจาะจงมาก

“เป้าหมายหลักของเราคือการรวมข้อมูลทั้งภายนอกและภายในเข้าด้วยกันเพื่อสร้างแบบจำลอง 3D แบบองค์รวมของร่างกายทั้งหมดใช่หรือไม่” ศาสตราจารย์ Kot อธิบาย “ดังนั้น เราจึงวางสัตว์ไว้บนโต๊ะ CT สแกน และสิ่งที่เราทำคือสแกนในลักษณะเป็นระบบ ได้แก่ ด้านข้าง, มุมมองด้านข้าง และมุมมองด้านบนและด้านล่าง”

สำหรับชุดข้อมูลที่สมบูรณ์ สัตว์จะถูกสแกนด้วย CT และ 3D

หลังจากสแกนภายนอกของซากสัตว์อย่างละเอียดแล้ว จะทำการผ่าเพื่อทำการสแกนภายใน เนื่องจากตำแหน่งของสัตว์มีการเปลี่ยนแปลง จึงใช้การสแกน 3D ภายนอกร่วมกับข้อมูล CT เชิงปริมาตรภายในเพื่อสร้างแบบจำลองที่สมบูรณ์และดำเนินการวิเคราะห์โดยใช้ซอฟต์แวร์เรนเดอร์ขั้นสูง เช่น Blender

เอกสารประกอบร่างกายทั้งหมดได้พิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์อย่างมากสำหรับทีมงาน โดยมีหลักฐานที่พร้อมให้ใช้งานอย่างถาวรและมีรายละเอียดครบถ้วน “เมื่อเราผ่าศพออก เราก็ไม่สามารถเย็บมันได้อีกต่อไปแล้ว ใช่ไหม และนั่นก็หลังจากการชันสูตรพลิกศพแล้ว หลังจากการผ่าตัดแล้ว ไม่มีทางกลับคืนได้” ศาสตราจารย์ Kot กล่าว “ดังนั้น การมีข้อมูลและโมเดลสามมิติทำให้เราสามารถดำเนินการสืบสวนหลายรอบได้ ไม่เพียงแต่ในระดับท้องถิ่นเท่านั้น แต่ยังรวมถึงระดับนานาชาติด้วย เนื่องจากข้อมูลดังกล่าวสามารถแบ่งปันให้กับกลุ่มผู้เชี่ยวชาญต่าง ๆ ทั่วโลกเพื่อทำการสืบสวนเพิ่มเติมได้เช่นกัน”

Artec Ray ใช้ในการจับเรือขนาดเล็ก, เรือขนาดใหญ่ และพื้นผิวที่อาจทำให้สัตว์ได้รับบาดเจ็บหรือเสียชีวิต

วิธีการสแกนวาฬใน 10 นาที

เมื่อต้องจัดการกับสิ่งของขนาดใหญ่ เช่น วาฬและเรือ Artec Ray จะต้องทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ “เมื่อเรามีปลาวาฬตัวใหญ่ ข้อมูลที่ได้มาจะมีปริมาณมหาศาล ดังนั้นเราจึงใช้ Ray เพื่อบันทึกข้อมูล” Dr. Tabris Chung, Research Fellow and Scientific Coordinator ใน Aquatic Animal Virtopsy Lab ของ City University of Hong Kong กล่าว ด้วยการถ่ายภาพสามมิติ ทีมงานสามารถระบุสีลงในแบบจำลอง 3D และได้ภาพสแกนที่มีรายละเอียดสูงและแม่นยำ แม้จะทำงานกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่ใหญ่ที่สุดในโลกก็ตาม

ข้อมูลยังสามารถใช้ร่วมกับการสืบสวนและโครงการอื่น ๆ ที่ทีมงานกำลังดำเนินการอยู่ได้ เช่น การจัดการกับการชนกันของเรือซึ่งเป็นภัยคุกคามต่อโลมาที่อาศัยอยู่ในน่านน้ำเหล่านี้

น่าเศร้าที่สัตว์ทะเลเหล่านี้มักจะตายไปแล้วเมื่อพบเห็น ภาพนี้วาฬทั้งตัวถูกจับได้ด้วย Artec Leo

“เราสามารถค้นหาจุดที่เกิดอุบัติเหตุเหล่านี้ได้ และยังสามารถค้นหาเรือประเภทใดที่จะปรากฏขึ้นในบริเวณน่านน้ำ” Dr. Chung กล่าว “จากนั้น เราจะไปที่อู่ต่อเรือ, ไปที่ท่าเรือ และดูเรือเดินทะเลประเภทต่าง ๆ เหล่านี้ ด้วย Artec Ray เราจะสแกนใต้ท้องเรือเหล่านี้”

ด้วยข้อมูลที่รวบรวมได้สำเร็จในรูปแบบ 3D ความละเอียดสูง การวิเคราะห์และการสร้างฉากใหม่จึงเกิดขึ้น

และเก็บชิ้นส่วนเรือและเรือไว้เป็นหลักฐานด้วย

“สิ่งที่สำคัญที่สุดคือสิ่งนี้สามารถช่วยให้ผู้คนเข้าใจได้ว่าเรือเดินทะเลชนกับโลมาเหล่านี้ได้อย่างไร แต่ในขณะเดียวกันก็ช่วยให้ผู้คนเข้าใจด้วยว่าจะป้องกันการบาดเจ็บได้อย่างไร” Dr. Chung กล่าว “สิ่งเหล่านี้มีความสำคัญ และเป็นเหตุผลที่เราใช้เครื่องสแกน 3D Artec กับสิ่งของเกือบทุกอย่างที่เรารับมา”

การแบ่งปันเครื่องมือของพวกเขา

ในขณะที่ทีมงานยังคงทำงานอย่างหนักในการรวบรวม, นำเสนอ และวิเคราะห์สัตว์น้ำเหล่านี้ พวกเขายังมุ่งเน้นไปที่อนาคตอีกด้วย จนถึงตอนนี้ พวกเขาได้จัดส่วนการสแกน 3D เป็นส่วนหนึ่งของเวิร์กช็อปการสืบสวนหลังการชันสูตรพลิกศพเป็นประจำทุกปี เพื่อมอบบทเรียนให้กับผู้เข้าร่วมในระดับท้องถิ่น, ภูมิภาค และระดับโลกเกี่ยวกับการใช้การสแกน 3D และการสแกน CT เพื่อการสืบสวนหลังการชันสูตรพลิกศพ

แต่เช่นเดียวกับทุกสิ่ง สิ่งสำคัญคือต้องไม่เพียงแต่เน้นที่สาเหตุของการตายเท่านั้น แต่ต้องรวมถึงสิ่งแวดล้อมและความเป็นอยู่โดยรวมของสัตว์ทะเลอันงดงามเหล่านี้ด้วย

จัดเวิร์คช็อปเพื่อสาธิตการใช้งานและพลังของการสแกน 3D

“ที่สำคัญมาก เราต้องพิจารณาถึงปัญหาสุขภาพของสัตว์อย่างรอบด้าน แทนที่จะพิจารณาเฉพาะสาเหตุการตายเท่านั้น” ศาสตราจารย์ Kot กล่าว “โรคติดเชื้อพบได้บ่อยในวาฬ ซึ่งอาจทำให้เคลื่อนไหวได้ไม่สะดวกเนื่องจากโรคปอดบวมจากพยาธิหรือโรคเกี่ยวกับกล้ามเนื้อและกระดูก การมองเห็นหรือการได้ยินบกพร่องอาจส่งผลให้ความสามารถในการหาอาหารลดลง ตอบสนองต่อสภาพแวดล้อมได้ไม่ดี และมีความเสี่ยงต่อการมีปฏิสัมพันธ์กับหลอดเลือดมากขึ้น”

“ด้วยเป้าหมายในการกำหนดมาตรการอนุรักษ์ที่ชัดเจนสำหรับสัตว์น้ำที่ใกล้สูญพันธุ์ของเรา เราไม่สามารถตำหนิเรือเพียงอย่างเดียวได้” ศาสตราจารย์ Kot ให้คำแนะนำ “แต่เราควรทุ่มเทความพยายามมากขึ้นในการทำความเข้าใจสุขภาพทางชีวภาพของสัตว์เหล่านี้ และพยายามบรรเทาความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับผลกระทบจากธรรมชาติและจากการกระทำของมนุษย์”