การศึกษาพฤติกรรมการม้วนตัวของกระสุนพระอินทร์สู่การออกแบบรถจักรยานยนต์

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ปัณณธร ธนเรืองอมร, ปุณญรัสนิ์ โชติกิจไพศาล, อภิรตา ประวาลพิทย์

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

พิมพ์ศิริ ด่านพิษณุพันธุ์

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนกำเนิดวิทย์

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2561

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

กระสุนพระอินทร์เป็นสิ่งมีชีวิตที่พบได้มากในบริเวณโรงเรียนกำเนิดวิทย์ ในช่วงเดือนมิถุนายนถึงเดือนกรกฎาคม มีลักษณะเด่นในด้านโครงสร้างแข็งที่มีรูปแบบการจัดเรียงตัวเป็นระเบียบ และพฤติกรรมการม้วนตัวที่สามารถป้องกันตัวได้เมื่อถูกสัมผัสหรือรบกวน คณะผู้วิจัยได้ทำการศึกษาลักษณะโครงสร้างภายนอก ได้แก่ วัดขนาดความยาวขณะคลายตัวและม้วนตัว รวมถึงวัดมุมระหว่างเกล็ดที่อยู่ติดกัน นอกจากนี้ยังได้สังเกตรูปแบบการม้วนตัวของกระสุนพระอินทร์ โดยพบว่าการม้วนตัวในลักษณะนี้สามารถป้องกันบริเวณส่วนหัวและโครงสร้างภายในได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทางคณะผู้วิจัยจึงได้จัดทำโมเดลจำลองกระสุนพระอินทร์ทั้งขณะม้วนตัว และคลายตัว อีกทั้งยังได้นำองค์ความรู้จากการศึกษาโครงสร้างและรูปแบบการม้วนตัวของกระสุนพระอินทร์มาประยุกต์ใช้เป็นต้นแบบ (Biomimicry) ในการพัฒนารถจักรยานยนต์รูปแบบใหม่ที่มีอุปกรณ์เพิ่มความปลอดภัยในการขับขี่ โดยมีจุดมุ่งหมายเพื่อที่จะลดความเสี่ยงจากการบาดเจ็บ หรือเสียชีวิตของผู้ขับขี่รถจักรยานยนต์ขณะเกิดอุบัติเหตุ โดยทางคณะผู้วิจัยได้ทำการศึกษาเพิ่มเติมในส่วนของฟิสิกส์กลศาสตร์เบื้องต้น ซึ่งได้แก่ จุดศูนย์ถ่วง โมเมนตัมเชิงมุม แรงต้านอากาศ และแรงดล เพื่อนำข้อมูลมาเป็นแนวทางการออกแบบรถจักรยานยนต์ จากการสังเกตพฤติกรรมของกระสุนพระอินทร์ พบว่าเมื่อถูกสัมผัสกระสุนพระอินทร์จะทำการม้วนตัวโดยเก็บบริเวณส่วนหัวเป็นส่วนแรก ถัดมาในส่วนของผลการทดลองในด้านโครงสร้างเราได้พบว่าอัตราส่วนความยาวขณะม้วนตัวต่อคลายตัวจะอยู่ที่ 2 เท่ากันทุกตัว นอกจากนี้เปอร์เซ็นต์การซ้อนทับของแต่ละเกล็ดจะมีแนวโน้มค่ามากที่สุดในช่วงส่วนกลางลำตัว ซึ่งแสดงให้เห็นว่ากระสุนพระอินทร์สามารถป้องกันโครงสร้างภายในได้เป็นอย่างดี สำหรับการออกแบบรถจักรยานยนต์ทางเราได้ออกแบบโดยอิงมาจากสมการการม้วนตัว อุปกรณ์เสริมนิรภัยถูกออกแบบให้ติดตั้งทั้งบริเวณหัวและท้ายของรถจักรยานยนต์โดยคำนึงถึงแรงต้านอากาศและความเร็วในการตอบสนองของตัวอุปกรณ์ นอกจากนี้อุปกรณ์เสริมบริเวณส่วนหัวยังถูกออกแบบให้ใช้วัสดุที่มีความยืดหยุ่นสูง เพื่อที่จะได้เพิ่มระยะเวลาการชนและช่วยลดแรงดลจากการปะทะ โดยในทีนี้เราได้ทำการร่างภาพตัวรถจักรยานยนต์ที่จะรองรับกับตัวอุปกรณ์เสริม รวมทั้งทางเราได้วางแผนที่จะทำการศึกษาเกี่ยวกับการทำงานของอุปกรณ์โดยใช้ตัวรับสัญญาณ (sensor) ในลำดับต่อไป