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Cagri居尔, 地理信息科学硕士研究生, 在开始扫描修复后的T. 雷克斯. 图中还有:Alifu Haireti, TGI地理空间计算工程师,Mustafizur Rahaman,硕士 地理信息科学专业学生.

当你的15英尺高的恐龙需要医生时,你会打电话给谁?

博彩网址大全的研究人员和 泰勒地理空间研究所 都在响应号召,以确保未来几代游客的圣 路易斯科学中心将会对他们的机器人感到惊讶 雷克斯霸王龙.

如果你的年龄超过6700万年,或者在圣路易斯科学的情况下 中心的电子 雷克斯霸王龙,自1991年开业以来每天都在展出,你的零件可能不会像以前那样移动 就像他们过去那样迅速,你可能需要偶尔检查一下. 但是,当 是时候让科学中心采取措施来确保他们的未来了 客人最喜欢的,一个困境随之而来:“我们可以向谁求助??,尤其是当 最初制造恐龙的公司早就倒闭了.

脖子上的一个结

2023年的夏天和科学中心之前的许多夏天一样. 几个月来, 客人们鱼贯穿过大楼的中庭,兴奋地等待着被送出 春天的炎热和潮湿进入一个充满奇迹的诱人空间 发现——还有凉爽的空调空气. 当人群走下楼梯进入 在较低的地方,他们就像之前无数的游客一样,矮了15英尺, rubber-skinned 雷克斯霸王龙 它占据了那个空间. 这只电子恐龙会周期性地转动它的 巨大的头,可怕的下颚,发出刺耳的咆哮. 在它的巨人面前 脚上躺着一个失败者 三角龙他的一侧被割伤,流血不止.

但那个六月,强大的头 T. 雷克斯 它向前倒了下去,它的电子机械嘎然而止,它的内部是钢铁 骨架被一根断裂的螺栓挂在乳胶皮肤下面. 科学中心 团队迅速封锁了展品,以防止游客接近机器人 爬行动物. 黑色塑料布盖在头上,最终被拆开了 被放在野兽的脚下.

圣路易斯科学中心的展览设计师克里斯·卢卡斯和五名工作人员 或六名负责展品维护的团队成员熟悉 这个特殊的问题. 2006年, T. 雷克斯 以类似的方式出现故障,它的电子机械断裂得更远 在恐龙的脖子上. 当时,科学中心的团队修复了破损的展品, 将内部金属电枢,乳胶皮和底层泡沫拼接在一起 尽其所能. 为了解决这个最近的问题,团队与外部合作 供应商将在2023年的整个夏天和秋天为他们建造一个新的住房 气动部件移动头部,他们把这个粉丝最爱的东西放回地板上 正好赶上寒假.

让旧的重新成为新的

一个巨大的机器恐龙坐在一个平台上,在工人队伍的上方. 从下面, 一名工人正在操作叉车,将装着恐龙头的木托盘抬起来,而另一名工人则站在旁边, 从外部引导托盘.
开发T的团队成员. 雷克斯.

为了为未来的问题做准备,并将模型推广到长期的未来, 卢卡斯几个月来一直在和 安迪·霍尔,D.Sc.,主任 博彩网址大全增材制造中心(博彩网址大全 CAM). 科学中心对博彩网址大全 CAM的3d打印能力很感兴趣 制作全尺寸的文物模型,比如化石,这样可以给客人 有机会在避免伤害或损坏的情况下与这些物体进行物理互动 真品.  

“(科学中心)有很多东西在玻璃后面,也有很多东西没有 因为它们很有价值,”霍尔说. “我们有过多次时断时续的谈话 与他们.”  

这是最近的 T. 雷克斯 故障为科学中心提供了一个绝佳的机会来看看博彩网址大全 CAM 能在恐龙大小的展览上做些什么.

卢卡斯说:“有一次我听说可以通过3D扫描来制作皮肤模具 “然后我想,‘也许这是我们合作的一个很好的概念证明.’”

扫描协作

卢卡斯邀请博彩网址大全 CAM团队来测试他们的一些3d扫描技术 在科学中心的展览上,特别关注的是那些已经坏掉的 T. 雷克斯. 霍尔和他的同事Michael Borovik, 博彩网址大全 CAM的首席工程师,使用了博彩网址大全 CAM的一个 手持扫描仪捕捉到恐龙一条腿的详细图像.

“无论你是什么,它都会实时重建表面,包括颜色 扫描,”霍尔说.

两人还扫描了一块化石 三角龙 最后,3d打印出恐龙头骨的模型 化石遗迹.  

霍尔说,他和他的博彩网址大全 CAM同事很快意识到,他们的设备 不能完成扫描整个电子动物表面的任务吗 T. 雷克斯. 他指出,手持扫描仪最擅长扫描面包盒大小的东西 或者更大一点. 虽然从技术上讲可以扫描整个 T. 雷克斯在美国,这样做很有挑战性,而且非常耗时.  

考虑到这些限制,霍尔的想法是 泰勒地理空间研究所(TGI)该公司拥有一个数据服务团队,配备了最新的传感器和地理空间技术 适合大面积成像的工具,如农田或城市 风景.

霍尔说:“我们在那里用手扫描仪扫描了一条腿。. 在那之后,我们 他认为(这项工作)更适合TGI技术.”  

穿着防护服的工人, 手套和眼镜在人造恐龙皮肤上摩擦一种白色糊状物质.
一名团队成员正在清理T. 雷克斯的乳胶皮肤用于替换和3d扫描.

因此,霍尔联系了TGI数据服务团队,其中包括律师贾斯汀·维尔比格(只是in Vilbig) 地理空间数据科学家. 霍尔知道维尔比格也许能够应用先进的成像技术 激光成像、探测和测距(LiDAR)等技术,以绘制3D地图 表面 T. 雷克斯乳胶皮. TGI还可以绘制恐龙站立的立体模型,以便 整个显示屏在未来可能会被替换或修理. 激光雷达工作 通过反射表面(通常是地球表面)的光线来确定 它精确的特征和轮廓.

“安迪找到我们说,似乎需要一个非常详细的 的三维模型 T. 雷克斯维尔比希说. “这样做的潜在目的是获得厘米级的精度 在整个立体模型上,因为他们最终需要替换所有的皮肤碎片 那里的恐龙. 他们想要精确的测量,所以他们没有 每次订购新零件都要重做吗.”  

Vilbig计划从两个角度来研究这个项目,使用背包式激光雷达 扫描仪对 T. 雷克斯 从地面和光学传感器固定在一个小型无人机,将飞行 并捕捉详细的3D图像. 这两种方法协同工作, 能以前所未有的细节捕捉到恐龙的表面吗.

“当你面对这样的目标时 T. 雷克斯如果误差是5到10厘米,就会有误差,如果你 尝试重新测量这种乳胶皮肤,你不会有你的接缝匹配 起来。”维尔比希说. “激光雷达扫描仪使我们能够获得非常精确的测量.”

Vilbig和他的地理空间数据科学家团队通常使用无人机安装的激光雷达 在农田或考古遗址上描绘植物生长或 在地面上寻找细微的特征. 但他们抓住了申请的机会 该技术在一个独特的环境.

“这对我们来说不是很大的提升,因为它使用的是我们一直在使用的技术. 只是 将其应用到一个独特的环境中,”Vilbig说. “对我们来说,这是一个机会 来测试我们一直使用的设备的极限.”

现在修复,稍后扫描

随着 T. 雷克斯卢卡斯和科学中心的团队做出了这个决定 像他们过去做的那样,最后一次修复恐龙. 11月中旬,他们开始安装 控制恐龙运动的新型金属和气动元件. 他们使用 大量的手肘油,手动刮掉油漆和乳胶层上的恶化 这样他们就可以涂上新鲜的皮肤.

“我们正在磨掉上面的旧油漆,”他说,“这样我们就能得到新的。 皮肤要紧贴在下面的旧皮肤上.”

Cagri居尔, 地理信息科学硕士研究生, 在开始扫描修复后的T. 雷克斯. 图中还有:Alifu Haireti, TGI地理空间计算工程师,Mustafizur Rahaman,硕士 地理信息科学专业学生.
Cagri居尔,地理信息科学硕士研究生,与 激光雷达背包扫描仪,然后开始扫描修复的T. 雷克斯. 如图所示: Alifu Haireti, TGI地理空间计算工程师,Mustafizur Rahaman,硕士 地理信息科学专业学生.

但随着年龄的增长,电子恐龙几乎肯定会遭受 又是高龄的影响. 卢卡斯曾经说过 T. 雷克斯 他会邀请博彩网址大全和TGI的团队回到科学中心吗 完成对野兽的全面扫描. 这样,下次它破的时候,科学 中心团队成员可以使用TGI 3d打印详细的替换皮肤 团队的扫描.

“在未来,这种皮肤最终会被分解,”卢卡斯说. “一旦我们 修复完成后,我们想让他们扫描一下,这样我们就知道它在哪里了 在未来.”  

采取这种积极主动的方式将使科学中心免于修补老化 在未来的爬行动物和将减轻压力放在 T. 雷克斯 通过不断地修补它的皮肤.

“如果我们换上新的皮肤,我们可能会损失数百磅的材料,” 卢卡斯解释.

这也有望延长内部组件的寿命,这是可以的 操作更自由,如果额外的重量修理过去没有压力 整个结构.  

地理信息科学硕士研究生Cagri居尔站在SkyJack的顶端 as Chris Lucas, 圣路易斯科学中心的展览设计师, 驱动器. 扫描小组需要从上方捕捉立体模型的角度 in order to create a more complete scan; simply walking with the backpack on the ground 不会从恐龙的顶部收集数据吗.
地理信息科学硕士研究生Cagri居尔站在SkyJack的顶端 克里斯·卢卡斯是圣路易斯科学博物馆的展览设计师 中心,驱动器. 扫描小组需要从上方捕捉立体模型的角度 in order to create a more complete scan; simply walking with the backpack on the ground 不会从恐龙的顶部收集数据吗. 

维尔比格说,与科学中心的合作使他能够获得TGI的数据 服务团队以非传统的方式测试和开发他们的设备和科学流程 环境和独特的目标. Vilbig和他的TGI同事将回到那里 要扫描 T. 雷克斯 它周围的展品在附近的立体模型中配对,以确保通往a 这是未来标志性展览出现问题时的快速解决方案.

“这对我们来说是很酷的数据,可以测试一些新算法和新模型 摄影测量的方法,我们试图看看如何重建这个独特的物体。” 他说. 这一新的地理空间科学与技术论坛对未来的发展具有指导意义 在科学中心或农业领域以外的其他空间进行的项目 以及TGI团队经常工作的考古遗址.  

卢卡斯认为,与博彩网址大全和TGI的合作可能会产生新的成果, 3d打印恐龙皮肤.

他说:“我们当然期待继续保持这种关系。.

维尔比格补充说,他很高兴能在受人尊敬的圣. 路易斯机构 作为科学中心.

“我小时候去过科学中心,记得当时我既爱又害怕 那个展览. 所以作为一个成年人,能够回到那里真的很值得 并能够帮助科学中心延续这个立体模型的遗产,”维尔比格说. “因为希望今天的孩子们也会有同样的反应. 这是一个有趣的连续性 对我来说,感受这种联系并帮助科学中心,这是如此 一个很酷的机构.”

鲍勃·格兰特(Bob Grant)的故事,他是传播研究部的执行董事.

本文为《2023年博彩网址大全研究所年度影响报告》撰写. 的 影响报告每年春天打印出来分享 我们的研究人员在过去一年的成功,并分享博彩网址大全的故事 成为一所杰出的耶稣会研究型大学. 可以找到更多信息 在这里.