Investigación forense sobre vida silvestre acuática en Hong Kong y en la Gran China con los Artec Ray & Leo

Cuando se trata de análisis forense y autopsias, la mayoría de nosotros podríamos imaginar cuerpos humanos, hospitales, morgues y laboratorios. Pero en el mundo científico estos términos se extienden mucho más allá e incluyen a nuestros compañeros mamíferos, aunque nos refiramos a los que habitan en el mar y sean de una variedad mucho mayor. Y para un equipo de trabajo en Hong Kong, la tecnología 3D y la investigación forense de animales acuáticos se combinan: escaneo 3D de todo, desde lesiones de animales hasta las embarcaciones que causaron el daño.

Un delfín fallecido escaneado con un Artec Leo.

«Nuestros principales sujetos de investigación son los animales acuáticos varados en Hong Kong y aguas adyacentes, animales que utilizan el rango de hábitat de las aguas costeras a lo largo del Mar de China Meridional», dijo Brian Kot, profesor asistente e investigador de imágenes veterinarias en el Laboratorio de Virtopsía de Animales Acuáticos de la Universidad de la Ciudad de Hong Kong.

El objetivo de esta investigación es, por lo menos, ambicioso: proporcionar evidencia científica y precisa de los impactos naturales y antropogénicos en los animales acuáticos a través de un enfoque de investigación postmortem dirigido por la virtopsia. Esto es, documentación en 3D de cadáveres varados y herramientas sospechosas de infligir lesiones, y examen postmortem de tomografía computarizada / resonancia magnética / ultrasonido de los cadáveres. Esto produce copias electrónicas completas para la investigación de muertes, el análisis de coincidencias y la reconstrucción virtual de la escena del accidente. En resumen, documentar los animales acuáticos heridos o fallecidos, investigar cómo y por qué sucedió, y considerar cómo prevenir tales incidentes en el futuro.

Un delfín escaneado con el Artec Space Spider.

«La interacción con las embarcaciones fue una de las principales amenazas antropogénicas para los cetáceos residentes locales», explicó el profesor Kot. «En 2018, se observó evidencia de trauma por fuerza cortante o contundente, indicativo de interacción con embarcaciones, en 19 de los 38 cetáceos varados que encontramos». Si bien la disminución del tráfico marítimo tras la pandemia de COVID-19 en 2020 disminuyó este tipo de interacciones, aún hay más amenazas. En 2023, se detectaron signos de enredo en mallas de pesca o atrapamiento submarino en 15 de los 25 cetáceos varados que se reportaron.

El caparazón y el cuerpo de una tortuga marina siendo escaneados

«La meta es avanzar en nuestra investigación hacia el objetivo de la conservación marina, y también la conservación de delfines o tortugas marinas, para facilitar el debate y las decisiones políticas basadas en la ciencia; lo que permite el uso de los animales acuáticos como centinelas de la salud del ecosistema, trabajando hacia un ideal de Un océano, una salud», resumió el Sr. Henry Tsui, Asistente Principal de Investigación y Gerente del Laboratorio de Virtopsía de Animales Acuáticos, de la Universidad de la Ciudad de Hong Kong. «Y en el caso de que haya un caso judicial, estos hallazgos podrían actuar como evidencia que es mucho más precisa y confiable que las imágenes fotográficas en 2D».

Crecimiento de la flota

Si bien el equipo utilizó primero métodos convencionales como la fotografía y la fotogrametría para capturar la condición externa de los animales, estas opciones se quedaron cortas.

«La fotografía en sí misma se ve afectada por múltiples parámetros, incluida la iluminación del entorno, la distancia y muchas cosas», dijo el profesor Kot. «Así que necesitábamos modelos 3D para visualizar estas afecciones de la piel, heridas y lesiones, y tal vez también las herramientas de infección».

Después de haber probado varias alternativas de escaneo 3D, el equipo finalmente encontró una solución con Artec 3D.

Una tortuga marina tal y como fue encontrada, ahora capturada en 3D de alta resolución.

«Elegimos a Artec 3D en primer lugar porque el color es extremadamente importante para nosotros. Cuando investigamos lesiones y heridas, la textura en realidad nos da mucha más información: si las heridas son nuevas o no, o heridas que se están curando, o si hay alguna información, etcétera».

Comenzando con el Artec Eva, una solución versátil para capturar objetos de tamaño mediano, y el Space Spider, uno de los favoritos de la industria en la captura de detalles finos con una precisión súper alta, el equipo pronto decidió expandir su conjunto de herramientas. «Utilizamos el Eva para escanear todo el cuerpo del animal, y el Space Spider para las regiones de interés como la cabeza, la aleta dorsal, la hendidura genital y cualquier herida o lesión cutánea. Por lo general, la adquisición de datos tarda entre 20 y 30 minutos», dijo el profesor Kot. «También usamos un Artec Leo, y sólo se tarda entre 5 y 10 minutos en escanear un delfín o una marsopa».

Acercándose a una ballena usando el Artec Leo inalámbrico.

Además de delfines y marsopas, el equipo escanea tortugas marinas. Inalámbrico, impulsado por IA e increíblemente fácil de usar, el Artec Leo fue construido para casos como este: moverse por una gran superficie, capturar rápidamente y sin cables que se interpongan en el camino.

Documentación imprescindible

Debido a que el objetivo es escanear e inspeccionar no sólo el exterior del animal, sino también el interior, el escaneo debe realizarse con cuidado y de manera muy particular.

«Nuestro objetivo principal es combinar datos externos e internos para tener un modelo 3D holístico de todo el cuerpo, ¿verdad?», explicó el profesor Kot. «Entonces, colocamos a los animales encima de la mesa de tomografía computarizada, y lo que hacemos es escanearla de manera sistemática: el lado lateral, la otra vista lateral, y también la vista superior e inferior».

Para obtener un conjunto de datos completo, los animales se escanean en TC y 3D.

Después de un escaneo minucioso del exterior del cadáver, el animal se abre para el escaneo interno. Debido a la posición cambiante del animal, se utiliza una combinación de escaneos 3D externos, así como datos de TC volumétricos internos, para crear modelos completos y llevar a cabo análisis utilizando un software de renderizado avanzado como Blender.

La documentación exhaustiva de cuerpo completo ha demostrado ser de gran ayuda para el equipo, con mucho que decir a favor de las pruebas permanentemente disponibles y detalladas. «En el momento en que abrimos el cuerpo, ya no podemos coserlo, ¿verdad?, y eso es después de la necropsia. Después de la disección, no hay vuelta atrás», dijo el profesor Kot. «Por lo tanto, tener datos y modelos 3D nos permite realizar múltiples rondas de investigación, no sólo a nivel local, sino también internacional, ya que también podrían compartirse entre diferentes grupos de expertos de todo el mundo para una mayor investigación».

Artec Ray se utiliza para capturar botes, barcos y superficies que pueden haber provocado lesiones o la muerte del animal.

Cómo escanear una ballena en 10 minutos

Cuando se trata de artículos tan grandes como ballenas y barcos, es el momento de brillar del Artec Ray. «Cuando tenemos ballenas grandes se crea un conjunto de datos enorme, por lo que usamos un Ray para documentarlas», dijo el Dr. Tabris Chung, investigador y coordinador científico en el Laboratorio de Virtopsía de Animales Acuáticos de la Universidad de la Ciudad de Hong Kong. Con la fotogrametría, el equipo puede mapear el color en el modelo 3D y obtener un escaneo muy detallado y preciso, incluso cuando se trabaja con el mamífero más grande del mundo.

Los datos también se pueden utilizar en colaboración con otras investigaciones y proyectos en los que está trabajando el equipo. Por ejemplo, abordar la colisión de embarcaciones como una amenaza para los delfines que residen en estas aguas.

Trágicamente, estas criaturas marinas a menudo ya están muertas cuando se encuentran. Aquí, una ballena entera es capturada con un Artec Leo.

«Podemos averiguar dónde están los puntos calientes de estos accidentes, y también qué tipos de embarcaciones aparecerán alrededor de las aguas», dijo el Dr. Chung. «Luego vamos al astillero y miramos todos estos tipos de embarcaciones. Con el Artec Ray escaneamos el fondo de estos buques marinos».

Con todos los datos recopilados con éxito en 3D de alta resolución, se llevan a cabo análisis y reconstrucción de escenas.

También se recogen piezas de barcos y botes enteros como pruebas.

«Lo más importante es que esto puede ayudar a las personas a comprender cómo las embarcaciones marinas chocan con estos delfines vulnerables, pero al mismo tiempo, permite a las personas comprender cómo se podrían prevenir las lesiones», dijo el Dr. Chung. «Estas son las razones por las que usamos nuestros escáneres de Artec 3D en casi todo lo que recibimos».

Compartiendo sus herramientas

Si bien el equipo sigue trabajando arduamente para recopilar, presentar y analizar estos animales acuáticos, también se enfocan en el futuro. Hasta ahora, han organizado una sesión de escaneo 3D como parte de un taller de investigación post-mortem anual, con el fin de proporcionar a los participantes locales, regionales y globales lecciones sobre cómo se utilizan el escaneo 3D y las tomografías computarizadas para la investigación postmortem.

Pero como con todas las cosas, es importante no sólo centrarse en la causa de muerte, sino también en el medio ambiente y el bienestar general de estas magníficas criaturas marinas.

Se realizan talleres para demostrar el uso y el poder del escaneo 3D.

«Es muy importante que debamos considerar las preocupaciones de salud de los animales de manera integral en lugar de sólo la causa de muerte», dijo el profesor Kot. «Las enfermedades infecciosas son comunes en los cetáceos, lo que podría afectar la movilidad debido a neumonía verminosa o enfermedades musculoesqueléticas. Los déficits de visión o audición también pueden resultar en una reducción de la capacidad de búsqueda de alimento, una peor respuesta al entorno y un mayor riesgo de interacción con la embarcación».

«Con el objetivo de establecer medidas de conservación precisas para nuestra fauna acuática en peligro de extinción, no podemos simplemente culpar a los barcos», aconsejó el profesor Kot, «sino que debemos esforzarnos más por comprender la salud biológica de estos animales y tratar de mitigar los riesgos relacionados con los impactos naturales y antropogénicos».