ساخت لانه پرندگان با چاپ سه بعدی و واقعیت افزوده

تصویر: نیک برادزورث، نویسنده، ارائه داد.
 
 جغد قدرتمند (Ninox strenua)، که بومی جنوب شرقی استرالیاست تهدید می‌شود و با چشم انداز بی خانمانی رو به روست.
 
این پرندگان لانه نمی‌سازند - آنها از درختان بزرگ و بلند استفاده می‌کنند. اما انسانها چنین درختانی را، با وجود ارزش اکولوژیکی آنها، در بوته‌زارها و شهرها از بین می‌برده‌اند.
 
جغدها به دنبال طعمه‌های فراوان وارد شهرها می‌شوند و هر پرنده صدها صاریغ (نوعی کیسه دار علفخوار) را در سال شکار می‌کند. اما در حالی که هیچ جایی برای لانه کردن ندارند، آنها باید تلاش زیادی  در زاد و ولد داشته باشند و لذا جمعیت آنها در معرض خطر و رو به زوال است.  
تصویر: طرح‌های موجود در ساخت لانه‌های مصنوعی شامل جعبه‌های لانه سازی و کنده‌های حک شده است. نویسنده ارائه داده است.
 
محافظه‌کاران سعی کردند با نصب صندوقهای لانه سازی این مشکل را حل کنند اما فایده‌ای نداشت. یک مطالعه در سال 2011 در ویکتوریا نشان داد که یک جفت جغد زمانی از چنین جعبه‌ای استفاده کردند، اما تنها یکی از دو جوجه آنها زنده ماند. این تنها نمونه ثبت شده از پرورش جغد قدرتمند در یک ساختار مصنوعی است.
 
بنابراین به عنوان تیمی از طراحان و متخصصان محیط زیست در حال یافتن راهی هستیم تا لانه‌های مصنوعی در مناطق شهری را برای جغدهای قدرتمند جذاب‌تر کنیم. در کمال تعجب، جواب در تپه‌های موریانه، واقعیت افزوده و چاپ سه بعدی نهفته است.
 

وارد کردن طراحان

جعبه‌های لانه سازی برای بسیاری از گونه‌ها خیلی موفق نیستند. به عنوان مثال، بسیاری از جعبه‌های نصب شده در امتداد بزرگراه‌های توسعه یافته، در جذب حیواناتی مانند گلایدر سنجاب، طوطی فوق العاده، و حشره خوار قهوه‌ای، ناکام هستند. از چوب چاپ سه بعدی شده برای ساختن یک لانه در باغ سیستم دانشگاه ملبورن استفاده کرده‌ایم. آنها همچنین تمایل دارند که پس از گذشت چند سال از هم پاشیده و غیر قابل استفاده شوند.
 
علاوه بر این، نقص در طراحی آنها می‌تواند منجر به گرمای بیش از حد، مرگ ناشی از بخارهای سمی مثلاً از بخارات تخته چندلاهای دریایی، یا نوزادانی که قادر به رشد نیستند شود.
 
طراحان و معماران غالباً از مدل سازی رایانه‌ای برای تقلید از طبیعت در طراحی‌های ساختمانی، مانند استادیوم لانه پرنده پکن، استفاده می‌کنند.
 
اما برای استفاده از این مهارت‌ها برای کمک به حیات وحش، باید درک کنیم که آنها در یک خانه چه می‌خواهند. و برای جغدهای قدرتمند، این به معنای تفکر در خارج از جعبه است.
 

جغدهای قدرتمند چه نیاز دارند

در یک حالت حداقل، لانه‌های جغد باید فضای کافی برای حمایت از یک مادر و دو جوجه فراهم کنند، ساکنان را از باران و گرما پناه دهد و دارای سطوح داخلی خشن برای خراشیدن و بالا رفتن باشد.
 
به طور سنتی، جغدها چنین تسهیلاتی را در درختان بزرگ قدیمی و توخالی سرپا، مانند درختان صمغ باتلاق یا گز، که حداقل 150 سال سن پیدا می‌کردند، می‌یافتند. اما تصویری از عکاس سیدنی، اوفر لِوی ، که نشانگر لانه گزیدن یک جغد در تپه موریانه درختی بود، ما را واداشت که بیاندیشیم که روش دیگری هم وجود دارد.  
تصویر: جغدها در حال استفاده از تپه‌های موریانه در درختان برای لانه سازی مشاهده شده‌اند. Blantyre ، نویسنده ارائه کرده است.
 
تپه های موریانه در درختان به صورت‌های عجیب و غریب شکل می‌گیرند، اما تمام خصوصیات لازم برای پرورش موفق را برآورده می‌کنند. این سابقه نشان می‌دهد که درختان جوان‌تر، سالم‌تر و رایج‌تر می‌توانند به مکانهای بالقوه‌ی لانه سازی تبدیل شوند.
 

خانه‌ای با تکنولوژی بالا

برای طراحی و ایجاد هر لانه الهام گرفته از موریانه، ابتدا از لیزرها برای مدل سازی شکل درخت هدف استفاده می‌کنیم. یک الگوریتم رایانه‌ای ساختار متناسب با نیازهای جغدها را تولید می‌کند. سپس، ساختار را به بلوک‌های در هم تنیده تقسیم می‌کنیم که می‌تواند به راحتی تولید شود.  
تصویر: درختان و محیط اطراف آن‌ها توسط لیزر برای قرارگیری دقیق قابل اسکن هستند. توسط نویسنده ارائه شده است.
 
برای مجتمع کردن لانه‌ها، از هدست‌های واقعیت افزوده استفاده می‌کنیم و تصاویر مدل‌های دیجیتالی را روی اجسام فیزیکی پوشش می‌دهیم. به نظر می‌رسد شبیه داستان های علمی تخیلی است، اما ساخت و ساز هولوگرافی با واقعیت افزوده، به روشی کارآمد برای ایجاد ساختارهای جدید تبدیل شده است.
 
تاکنون، از چوب چاپ سه بعدی شده برای ساختن یک لانه در باغ سیستم دانشگاه ملبورن استفاده کرده‌ایم. دو لانه دیگر که از شفته کنف ساخته شده است روی درختان شهر ناکس، در نزدیکی دامنه دندنونگ است. و ما در حال بررسی سایر مواد مانند خاک یا قارچ هستیم.
 
این مواد را می‌توان با یک ظاهر منحصر به فرد تهیه کرد، و از آن جا که آنها سبک هستند، ما به راحتی می‌توانیم آنها را بر روی درختان جادهی کنیم.  
تصویر: با واقعیت افزوده، می‌توان آسانی دانست که هر بلوک را باید کجا قرار داد. سمت راست: نمایی از هدست واقعیت افزوده. توسط نویسنده ارائه شده است.
 

به این ترتیب آیا آن کار می‌کند؟

ما هنوز در حال جمع آوری و تجزیه و تحلیل داده‌ها هستیم، اما نتایج اولیه امیدوار کننده است. لانه‌های ما مزایای مهمی نسبت به هر دو جعبه لانه سازی سنتی و همچنین کنده‌های کنده کاری شده دارند.
 
این امر تا حدودی به این دلیل است که لانه های مصنوعی ما دمای داخلی پایدار بیشتری نسبت به جعبه‌های لانه سازی دارند و ساخت و نصب آنها به مراتب آسان‌تر از کنده‌های کنده کاری شده است. به عبارت دیگر، طرح‌های ما تاکنون مانند یک جایگزین خوب به نظر می‌رسند.
 
و در حالی که هنوز خیلی زود است بگوییم که آیا آنها جغدها را جذب می‌کنند، لانه‌های ما تاکنون توسط حیوانات دیگر مانند لوری کیت رنگین کمان (طوطی کوچک استرالیایی) مورد بازدید یا اشغال قرار گرفته‌اند.
 

خانه‌های آینده برای مشتری‌های حیوانی

یک متخصص محیط زیست، یک مدیر پارک یا حتی یک ساکن محلی را تصور کنید که می‌خواهد تنوع زیستی محلی را تقویت کند. در آینده نه چندان دور، آنها ممکن است یک نوع هدف و یک درخت مناسب را از یک پایگاه داده آنلاین انتخاب کنند. یک الگوریتم می‌تواند انتخاب آنها را از یک طرح لانه مصنوعی متناسب با درخت مورد نظر سفارشی کند. دستگاه‌های از راه دور قطعات را تولید می‌کنند و کاربر نهایی ساختار را در کنار هم قرار می‌دهد.  
تصویر: لانه‌ها از چوب چاپ سه بعدی شده به راحتی قابل نصب هستند. نویسنده ارائه داده است.
 
منبع: دَن پارکر، برانوین ایساک، کیلی سوانس، نیک برادزورث، استنیسلاو روداوسکی، ترسا جونز - University of Melbourne - Monash University - Deakin University