
新澤西州的曼圖亞鎮(Mantua Township) - 一位業餘愛好者於1858年在新澤西州發現了第一個幾乎完整的恐龍骨架,這是在紳士科學家,燃氣燈和極度荷葉邊的裙子的時代。一個半世紀後,古生物學家仍在該州南部的一次挖掘中工作。費城德雷克塞爾大學(Drexel University)的古生物學家肯尼斯·拉科瓦拉(Kenneth Lacovara)繼承了他幾代古生物學家的現場。
但是,拉科瓦拉(Lacovara)在這裡發現的一些計劃是全新的。在過去的幾年中,他使用最新技術開始了一些項目。他的最新計劃包括使用3D打印機製作機器人恐龍。
他告訴InnovationNewsdaily:“我想我一直很喜歡採用最新技術。”
該挖掘地點一看,有點像一個家常的沼澤。這是一個以前的礦山,它是一個深入地球深處的巨大碗。碗中的所有東西都是由潮濕的黑沙組成的:牆壁,地板和圍繞地板上的沙子丘陵。鐵染水的鉚釘切穿了抑鬱症的底部。碗的一端,一群沼澤草在一個鐵紅池塘周圍生長。
這裡有許多時間段。提醒人們,維多利亞時代,新澤西古生物學的鼎盛時期。大約有6500萬年前,有牡蠣,魚,海龜,鱷魚和游泳龍龍被稱為Mosasaurs。外部專家說,這有一些未來的暗示,因為拉科瓦拉(Lacovara)的一些高科技方法可能會成為未來古生物學實踐的通常一部分。
化石的數字數據庫
激光掃描儀,3D打印機和數字數據庫剛剛開始在古生物學家中獲得吸引力。密歇根大學的古生物學家丹尼爾·費舍爾(Daniel Fisher)說,大多數人都沒有使用過3D打印機,但是每個人都知道有些人,他使用了激光掃描和3D打印。
他說:“我認為情況正在迅速變化。” “隨著新一代學生的來臨,其中許多人已經以某種方式暴露了這一點。由於人們更了解它,因此他們將開始使用它。” [10令人難以置信的3D印刷產品這是給出的
拉科瓦拉(Lacovara)在費城的實驗室就是一個例子。他為他的導師的學生感到自豪,他對實驗室購買的新技術感到滿意,並稱自己為老式。 InnovationNewsdaily的前一天訪問了新澤西州的挖掘,我們觀看了研究生物學的本科生雅典娜·帕特爾(Athena Patel),使用激光Lacovara在去年3月獲得的激光Lacovara掃描了化石的魚顱骨。
激光席捲了頭骨表面,收集了數百萬個數據點並將其發送到筆記本電腦,在那裡,化石的3D模型在屏幕上顯示出來。這是帕特爾(Patel)進行的幾項掃描之一。任何一掃,都錯過了頭骨的某些區域,因此,在掃描之間,她使用計算機程序來對付多次掃描,以獲取化石的完整圖片。
後來,她使用另一個計算機程序重塑了頭骨,後者在化石過程中變平。 Lacovara解釋說:“因此,我們可以對它的外觀有一個很好的3D景色,而不是這裡的魚煎餅。”
由於他們已經獲得了自己的激光掃描儀,並且不必再藉用其他實驗室的設備,因此Lacovara希望掃描他擁有的每一種重要化石。他想在他的實驗室裡建造一個數字版本的落地抽屜單元和泡沫包裹的架子,其中充滿了他和他的學生從巴塔哥尼亞和新澤西州挖出的原始標本。它將是一個化石系列,隨著時間的流逝將永遠不會降解或放錯標本。拉科瓦拉說:“您會驚訝於博物館中丟失了多少次標本。”
費舍爾(Fisher)以及加利福尼亞大學伯克利分校和加拿大自然博物館的古生物學家告訴InnovationNewsdaily,有關數字化的化石收藏品的有用程度;這三個機構都在創建它們。借助3D數字數據,想要研究在海外另一個實驗室舉行的化石的科學家無需旅行。世界各地的兩位古生物學家將能夠同時研究同一化石,並合作進行分析。科學家可以修復扭曲的化石,例如掃描的“魚煎餅”或從中創建動畫,加拿大自然博物館為其展示所做的。
費舍爾說,激光掃描可能與古生物學實驗室中的顯微鏡一樣普遍。他說:“大概有一天會到來,大多數實驗室都可以使用高質量的數字化處理器。”
拉科瓦拉說,也許未來的古生物學家將不得不用他們發表的每篇論文提供超鏈接以數字化的化石版本。他說,這將改善驗證他人結果的科學過程。
3D打印的恐龍骨
數字數據最令人興奮的用途之一是科學家能夠將它們發送到3D打印機,然後將其打印成真正交易的塑料複製品。然後,研究人員可以與傳真合作,存儲原件以保持狀況更好。至於拉科瓦拉(Lacovara),他說他想使用打印輸出來建造恐龍機器人並研究動物的移動方式。
距離Lacovara擁有實驗室的生物學大樓的街區,工程師James Tangorra的實驗室設有3D打印機,在各種拆卸狀態下的魚機器人以及與咖啡桌大小相同的水。 Tangorra研究瞭如何模仿機器人中動物的自然,有效運動。他正在努力創建機器人肌肉,以附著在拉科瓦拉(Lacovara)的3D印刷骨頭上。準備好後,他也會在實驗室中打印骨頭。 [跳蜥蜴!尾巴幫助機器人保持平衡這是給出的
最早的機器人Tangorra和Lacovara將共同製造的是蜥腳類動物的肢體,這是一個大型植物食品家族之一,其中包括Apatosaurs,通常被稱為Brontosaurs。他們將擴展肢體:就像人們可以縮小PDF的方式一樣,Lacovara能夠將數字數據從激光掃描減少到原始大小的2%或3%。否則,即使對於他和一組學生來說,全尺寸的蜥腳類動物肢體也是不可能的。
拉科瓦拉(Lacovara)將以不同的配置將肢體骨骼拼湊在一起,以尋找最節能的設計。他說,從某種意義上說,他將通過嘗試不同的突變並查看哪種效果最佳來複製進化。他解釋說,科學家認為,最有效的骨骼佈置將是動物活著時擁有的真實骨骼佈置,因為一隻草食動物以60噸為單位的草食動物可能會節省所有能量。他說:“他們將為低效率支付比您或我願意的付出更大的付出。”當時,蜥腳類動物可能每天不得不吃大約一噸葉子來滿足其能量需求。
科學家還可以在計算機上完全在計算機上進行此類效率研究,並使用程序從激光掃描中操縱3D數據。費舍爾說,通常,這種方法效果很好,無需打印出骨頭。他預測,將來大多數科學家可能會使用這種方法,因為3D打印可能仍然太耗時且昂貴。
Lacovara說,獲得打印輸出的優點是,沒有程序可以精確地複制現實世界的所有數學和物理。程序可能會忽略程序員沒有想到的變量,但是在現實世界中沒有危險。他說,甚至可能有任何科學家知道的骨骼的力量,“但是它們仍然存在於系統中,因為那是現實世界的運作方式。”
拉科瓦拉(Lacovara)和費舍爾(Fisher)說,除了運動研究外,古生物學還可以以其他方式使用3D打印。例如,它可以幫助科學家填充化石中缺少的骨骼。在InnovationNewsdaily的訪問中,Lacovara掏出一個實驗室抽屜,露出來自新澤西州的化石海龜殼,這是他有史以來第一個激光掃描的標本。貝殼幾乎是完美的,除了烏龜左側的一個主要缺失的盤子或肋骨。然而,右側肋骨在那裡。拉科瓦拉(Lacovara)表示,他可以獲取有關右肋骨的激光掃描3D數據,並將其倒在計算機上,以創建用於左肋的3D打印輸出的數字計劃。
在3D掃描之前,這種反演將很難執行。費舍爾說,古生物學家將不得不手工製作失踪肋骨的模具,因此他或她需要成為一名准確的藝術家。另一方面,計算機程序可以通過單擊創建完美的反轉。
3D打印機還可以製作桌面教學模型或博物館展示。拉科瓦拉說:“請記住,它們也可以彩色印刷。”這意味著3D印刷的博物館模型看起來像真實的骨頭。他補充說,古生物學家很容易說出差異,但博物館遊客不會。
老式現場工作
然而,在新澤西州返回新澤西州,所有技術都被擁有該地點的礦業工廠驅車前往礫石停車場,然後穿過樹木繁茂的區域到達挖掘區。一旦進入泥濘,他們就使用了許多與維多利亞時代前任相同的工具:黑桃和鏟子將黑色的沙丘移到一邊;開槽的螺絲刀和畫筆,以進行精細工作。一對夫婦談論了他們對蒙大拿州和紐約州北部的較安靜城鎮的熱愛,說他們無法想像住在紐約市,innovationNewsdaily所在的紐約市。
拉科瓦拉說:“也許比其他科學多,古生物學具有歷史觀點。”拉科瓦拉說,古生物學家寫的關於特定挖掘或物種的每篇論文都必須談論該地區或動物的歷史,因此古生物學家最終了解了他們的前任。 “古老的古生物學家真的永遠不會失去記憶。”
儘管他在實驗室中擁有令人興奮的技術,但拉科瓦拉(Lacovara)表示,他也喜歡野外工作。在巴塔哥尼亞工作時,他一次在帳篷裡住了幾個月。回到郊區,他保留了雞和蜜蜂。他說:“您知道,探測,發現的興奮以及在挖掘時從地面出現的東西的滿足感。” “出去這裡真是太好了。”
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