Инженеры могут не нужно изобретать новые решения — природа уже создала удивительные формы и механизмы. Быстрый и точный перенос 3D-моделей музейных коллекций, таких как экспонаты музея Смитсонов, способен запустить новую революцию в биоинспирированном инженерном дизайне. Опыт работы с образцами летучих мышей в Национальном музее естественной истории показывает, насколько велик потенциал этого подхода.

Биоразнообразие в музейных ящиках

Роль профессора Рольфа Мюллера из Вирджиния Тек — исследование эхолокации у летучих мышей и ее использование для разработки сенсоров для автономных летательных и подводных аппаратов. Он отмечает, что летучие мыши используют относительно простые и энергоэффективные сенсоры, которые могут вдохновить создание аналогичных технологий для современных транспортных средств.

Инновационные прототипы и исследования

Мюллер создал небольшую робо-голову летучей мыши, чтобы понять, как формы ушей и носов у этих животных помогают им ориентироваться. Он отправился в экспедиции для сбора живых образцов, однако вскоре понял, что ему гораздо проще работать с музейными экспонатами — там уже есть представление о биологическом разнообразии.

«В музее можно найти множество образцов, лежащих в ящиках, — говорит он. — Коллекции Smithsonian, собранные за 130 лет, — кладезь информации о различных видах, который можно использовать для развития технологий.»

Технологии цифрового моделирования

Мюллер начал делать силиконовые слепки ушей и носов летучих мышей для создания точных 3D-моделей с помощью микро-КТ сканеров. На сегодняшний день он преобразовал в цифровой формат уже 267 образцов, что позволяет быстро делиться данными с инженерами и исследователями.

Он также разрабатывает более автоматизированные системы, которые позволят ускорить процесс сканирования. В будущем планируется создавать огромные базы данных трёхмерных моделей, доступных для скачивания и использования в различных сферах — от робототехники до медицины.

Цифровизация коллекций музеев

На сегодняшний день большая часть усилий в Smithsonian сосредоточена на фотосъемке 2D-объектов, таких как коллекции монет или ботанические образцы. Однако 3D-сканирование требует больше времени и ресурсов, особенно для крупногабаритных экспонатов, таких как скелеты динозавров или космические модули.

В настоящее время в музее уже оцифрованы около 3500 образцов с помощью компьютерной томографии, и эти данные доступны онлайн. В будущем планируется ускорить процессы сканирования и снизить их стоимость, чтобы охватить больше коллекций.

Перспективы и вызовы

Главные задачи — обеспечить долговременное хранение данных и безопасность чувствительных образцов. Использование робототехники для работы с уникальными экспонатами требует аккуратности и специальных методов. В рамках конференций и воркшопов специалисты обсуждают способы улучшения технологий и расширения возможностей цифровизации музеев.

По словам Мюллера, объединение биологических и инженерных подходов открывает широкие перспективы для научных и практических разработок, делая биологические принципы более доступными для широкого применения в промышленности и медицине.

Марина Новикова

Научный журналист, которая зажигает в умах читателей огонь любопытства. Она переводит сложнейший язык Вселенной — от шёпота далёких галактик до генетического кода в наших клетках — на понятный и увлекательный человеческий язык. Её статьи — это не сухие факты, а захватывающие экспедиции на передний край знаний, доказывающие, что наука — это самое грандиозное приключение в истории человечества.