ค้างคาวตัวแรกบินผ่านถ้ำค้างคาวแห่งใหม่ของเวอร์จิเนียเทคในบรูไน

ค้างคาวตัวแรกบินผ่านถ้ำค้างคาวแห่งใหม่ของเวอร์จิเนียเทคในบรูไน

Rolf Muellerศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยเวอร์จิเนียเท คเริ่มต้นการเดินทางเพื่อบันทึกการเคลื่อนไหวของค้างคาวในบรูไนเมื่อเกือบสามปีก่อน ตอนนี้หลังจากเอาชนะความล่าช้าหลายครั้งที่เกิดจากการแพร่ระบาดของ COVID-19 เขาจึงมีอุโมงค์จับการเคลื่อนไหวที่ใช้งานได้สำหรับทั้งค้างคาวที่มีชีวิตและหุ่นยนต์ที่เลียนแบบการบินของพวกมัน ด้วยชุดกล้องความเร็วสูงและไมโครโฟนอัลตราโซนิก เทคโนโลยีของอุโมงค์จะจับการเคลื่อนไหวและจังหวะ biosonar ของค้างคาวบิน จากการสังเกตและบันทึกข้อมูลนี้ 

นักวิจัยจะสร้างภาพที่สมบูรณ์มากขึ้นว่าการบินของค้างคาว

มีลักษณะอย่างไร ไปจนถึงการเคลื่อนไหวที่เล็กที่สุด และเสียงและการเคลื่อนไหวมารวมกันอย่างไรเพื่อให้สามารถบังคับทิศทางทางอากาศได้อย่างคล่องแคล่ว แผนเดิมคือการสร้างอุโมงค์ในสหรัฐอเมริกา จากนั้นจึงแยกชิ้นส่วนและจัดส่งไปยังบรูไน ประเทศแถบเส้นศูนย์สูตรขนาดเล็ก โดยใช้ประโยชน์จากประชากรค้างคาวที่มีความหลากหลายและอุดมสมบูรณ์ของประเทศ ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวจำนวนมากถูกซิงโครไนซ์เพื่อให้สิ่งนี้เกิดขึ้น ซึ่งรวมถึงความสมบูรณ์ของการออกแบบเฟรมจากทีมออกแบบอาวุโสในภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล และความมุ่งมั่นด้านเงินทุน สิ่งอำนวยความสะดวก และผู้ทำงานร่วมกันจากมหาวิทยาลัยบรูไนดารุสซาลาม (UBD) ซึ่งเป็นมหาวิทยาลัยหลักของประเทศบรูไน

อุโมงค์การบินที่ประกอบขึ้นบางส่วนในบรูไน ได้รับความอนุเคราะห์จากเจสซี เกรนเจอร์ เดิมทีอุโมงค์บินดังกล่าวมีกำหนดจะใช้งานในฤดูใบไม้ผลิปี 2020 แต่ข้อจำกัดจากการระบาดของโควิด-19 ทำให้การวิจัยอยู่ในความมืดในช่วงเวลาสั้นๆ การขนส่งสินค้าระหว่างประเทศกลายเป็นไปไม่ได้ และการจำกัดการทำงานแบบตัวต่อตัวทำให้ทีมสามารถทำอะไรได้มากกว่าการทำงานแบบเสมือนจริงเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ทีมของ Mueller ยังคงพบวิธีในการทำงานในช่วงเวลาที่มืดมนนี้ เช่นเดียวกับวัตถุที่มีปีกของพวกเขาทำกิ๊บติดผมขณะที่พวกเขาสำรวจท้องฟ้ายามค่ำคืน

ทีมออกแบบอาวุโสได้ทำการออกแบบเบื้องต้นในอุโมงค์ก่อนที่จะมีข้อจำกัดเกี่ยวกับโควิด และสมาชิกยังคงทำงานจากระยะไกลเพื่อส่งมอบชุดของแผนงานที่สามารถประกอบกันได้ทันทีที่สามารถทำงานแบบตัวต่อตัวได้ รุ่นพี่จบการศึกษาในเดือนพฤษภาคม 2020; อย่างไรก็ตาม มูลเลอร์ได้รวบรวมนักศึกษาระดับปริญญาตรีและบัณฑิตศึกษากลุ่มเล็กๆ เพื่อรับแผนเหล่านั้นและดำเนินการให้บรรลุผลสำเร็จ

ในที่สุดอุโมงค์ก็ถูกส่งออกในช่วงปลายปี 2021 และมาถึงบรูไน

ในเดือนมกราคม 2022 ทีมนักศึกษา 10 คนจากสหรัฐอเมริกาตามมาในช่วงปลายเดือนพฤษภาคม โดยได้รับทุนสนับสนุนจากโครงการ National Science Foundation (NSF) International Research Experiences for Students นักศึกษาห้าคนมาจากเวอร์จิเนียเทค: วิชาเอกวิศวกรรมเครื่องกลสามวิชา วิชาเอกวิศวกรรมกลศาสตร์หนึ่งวิชา และวิชาเอกวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์หนึ่งวิชา อีกห้าคนที่เหลือมาจากมหาวิทยาลัย Brown, Duke, Texas A&M และมหาวิทยาลัยแห่งรัฐเวอร์จิเนีย รวมถึงมหาวิทยาลัย New York at Buffalo นักเรียนเพิ่มเติมจาก Cornell University มาถึงในต้นเดือนสิงหาคม

ความล่าช้าของ COVID ที่ไม่คาดคิดทำให้ Mu eller มีเวลาเพิ่มขึ้นในการขยายงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง ขณะที่กำลังก่อสร้างอุโมงค์ในเมืองแบล็กส์เบิร์ก มูลเลอร์ได้ให้คำปรึกษาแก่นักเรียนอีก 2 ทีมเพื่อตรวจสอบและสร้างแบบจำลองการเคลื่อนไหวอย่างละเอียดของหูและปีกของ ค้างคาว นักเรียนใช้ข้อมูลจากการวิจัยที่มีอยู่ของ Mueller เพื่อสร้างแบบจำลองหนึ่งแบบโดยเฉพาะสำหรับการเคลื่อนไหวของหูค้างคาวโดยตรวจจับโซนาร์และแบบจำลองวินาทีเพื่อสร้างแบบจำลองการกระพือปีกของค้างคาว หากเปิดใช้อุโมงค์ตรงเวลา โครงการหุ่นยนต์เหล่านี้คงไม่คืบหน้าไปมากเท่าที่เคยมีมา มูลเลอร์เห็นโอกาสที่จะนำโครงการมารวมกันและนำการสังเกตอุโมงค์เข้าสู่เทคโนโลยีโดยตรง

“เราต้องการให้หุ่นยนต์ค้างคาวกระพือปีกบินผ่านอุโมงค์เหมือนที่เราทำกับค้างคาว” มูเอลเลอร์ กล่าว “สิ่งนี้จะทำให้เรามีโอกาสประเมินว่าหุ่นยนต์ของเราอยู่ห่างจากค้างคาวมากเพียงใด และตัดสินใจว่าควรปรับปรุงสิ่งใดก่อน”

หลังจากใช้เวลาหนึ่งเดือนในการลงหลักปักฐานและปรับแต่งโครงสร้างอย่างละเอียด ทีมงานก็พร้อมที่จะวางอุโมงค์เพื่อทำงาน งานโชว์เคสเฉลิมฉลองจัดขึ้นในวันที่ 29 มิถุนายนเพื่อเป็นจุดเริ่มต้นอย่างเป็นทางการของการวิจัยในความพยายามร่วมกับ UBD งานนี้มีการทักทายผ่านวิดีโอจากผู้นำเวอร์จิเนียเทคที่ไม่สามารถเดินทางไปบรูไนได้ รวมถึง Guru Ghosh รองประธานฝ่าย Outreach and International Affairs และ Julia M. Ross คณบดีฝ่ายวิศวกรรมของ Paul และ Dorothea Torgersen

“ค้างคาวบนเกาะบอร์เนียวมีระบบไบโอโซนาร์และระบบการบินที่ซับซ้อนที่สุดที่พบในธรรมชาติ” รอสส์กล่าวผ่านวิดีโอ “จนถึงตอนนี้ยังไม่มีระบบทางวิศวกรรมใดที่ใกล้เคียงกับประสิทธิภาพของสัตว์ที่น่าทึ่งเหล่านี้ การเรียนรู้จากค้างคาวเหล่านี้จะช่วยให้เกิดเทคโนโลยีใหม่ที่ผลักดันขอบเขตของระบบอัตโนมัติที่มนุษย์สร้างขึ้นสามารถทำได้”

Jeffrey Barrus เจ้าหน้าที่ฝ่ายประชาสัมพันธ์ของสถานเอกอัครราชทูตสหรัฐอเมริกาประจำบรูไน กล่าวแสดงความยินดีในนามของ Caryn McClelland เอกอัครราชทูตสหรัฐอเมริกาประจำบรูไน งานนี้มีประธาน UBD และรองประธานหลายคน คณะผู้แทนจากสถานทูตสหรัฐฯ ผู้อำนวยการจากสี่กระทรวงของรัฐบาลบรูไน รวมถึงตัวแทนจากภาคธุรกิจบรูไนเข้าร่วมงาน

ด้วยการเฉลิมฉลองเบื้องหลัง วันทำงานเต็มรูปแบบในห้องปฏิบัติการจึงเริ่มขึ้น ในวันปกติ นักเรียนจะแบ่งออกเป็นทีมๆ ทีมหนึ่งพัฒนาและบำรุงรักษาอุโมงค์ เตรียมสายเคเบิลยาวหลายร้อยเมตรสำหรับอาร์เรย์และแก้ไขปัญหาใดๆ ที่เกิดขึ้น อีกทีมยังคงพัฒนาหุ่นยนต์กระพือปีกและหุ่นยนต์โซนาร์ต่อไปโดยการทดสอบและเขียนโค้ดเฉพาะเพื่อให้หุ่นยนต์มีคำสั่งที่จำเป็นในการเคลื่อนที่ ทีมสุดท้ายมุ่งเน้นไปที่การทำงานภาคสนาม ทีมนี้เข้านอนดึก แต่ก็ทำงานได้ดีในตอนกลางคืนเพื่อค้นหาและสังเกตค้างคาว ทีมนี้ได้รับการฝึกฝนอย่างเชี่ยวชาญในการจับค้างคาว จึงนำสัตว์เหล่านี้กลับไปที่ห้องทดลองเพื่อสังเกตพฤติกรรมในอุโมงค์บิน ในที่สุดพวกเขาหวังว่าจะสร้างฝูงค้างคาวที่เลี้ยงไว้อย่างถาวรในห้องแล็บ

ไม้ตีกระพือปีกได้รับการจัดแสดงโดยทีมออกแบบอาวุโสที่สนับสนุนในปี 2022 ที่งานแสดงสินค้าของแผนกหุ่นยนต์ค้างคาวกระพือปีกได้รับการจัดแสดงโดยทีมออกแบบอาวุโสประจำปี 2565 ที่งานแสดงสินค้าของแผนก ภาพถ่ายโดย Alex Parrish สำหรับมหาวิทยาลัยเวอร์จิเนียเทค การรวมหุ่นยนต์ค้างคาวกระพือปีกเข้ากับอุโมงค์ในช่วงแรกทำได้โดยติดสิ่งมีชีวิตที่เป็นยานยนต์ไว้กับซิปไลน์เพื่อให้มัน “บิน” ได้ในลักษณะที่คล้ายกับค้างคาวจริงๆ ในขณะที่ทีมงานหวังว่าจะพัฒนาหุ่นยนต์ต่อไปจนกว่าสมาชิกจะมีหุ่นยนต์ที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ซึ่งสามารถบินได้ด้วยตัวเอง ตอนนี้โฟกัสไปที่การเคลื่อนไหวของปีก ทีมเปรียบเทียบข้อมูลนี้กับการเคลื่อนไหวกระพือปีกของค้างคาวบรูไนเพื่อสร้างภาพที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นโดยหวังว่าจะสร้างการเคลื่อนไหวขึ้นใหม่

สมาชิกในทีมจะสังเกตการณ์ต่อไปจนถึงกลางเดือนสิงหาคม ซึ่งพวกเขาจะเดินทางออกจากบรูไน หลังจากนั้น ทีมงาน UBD ในพื้นที่และผู้ร่วมงานที่เป็นนักศึกษาของ Cornell จะดำเนินการวิจัยต่อไป ตลอดประสบการณ์ นักเรียนได้บันทึกประสบการณ์ของพวกเขาบนฟีด Twitter ของห้องปฏิบัติการอย่างต่อ เนื่อง

“งานในบรูไนช่วยให้เราสามารถรวบรวมข้อมูลเชิงปริมาณโดยละเอียดเกี่ยวกับ biosonar ของค้างคาว การบิน และการรวมตัวกันของทั้งสอง” M ue ller กล่าว “สิ่งนี้ทำให้งานของเราเกี่ยวกับหุ่นยนต์ที่ได้รับแรงบันดาลใจทางชีวภาพในแบล็กส์เบิร์กมีความรู้โดยตรงเกี่ยวกับวิธีการที่ค้างคาวแก้ปัญหาที่อยู่นอกเหนือไปจากเทคโนโลยีอันล้ำสมัยในด้านวิศวกรรม หากไม่มีข้อมูลนี้ คงมีความหวังเพียงเล็กน้อยสำหรับความก้าวหน้าที่สำคัญนอกเหนือจากความทันสมัย”

credit: webonauta.com hermeselling.com webam10.com WhenPigsFlyBlog.com aikidozaragoza.com FrodoWeb.com nflchampionshipblog.com sysadminblogs.com iqbeatsblog.com buyorsellhillcountry.com