นักเรียนโรงเรียนจุฬาภรณราชวิทยาลัย เพชรบุรี
คว้า 1 รางวัล Grand Award และ 1 รางวัล Special Award การประกวดโครงงานวิทย์ฯระดับโลก
ในงาน The Intel International Science and Engineering Fair 2018 (Intel ISEF)
ณ เมืองพิตต์สเบิร์ก ประเทศสหรัฐอเมริกา
https://youtu.be/pKraIwNSGxI
นายชลิต ระหว่างบ้าน ผู้อำนวยการโรงเรียนจุฬาภรณราชวิทยาลัย เพชรบุรี ร่วมแสดงความยินดีกับนักเรียนโรงเรียนจุฬาภรณราชวิทยาลัย เพชรบุรี ตัวแทนประเทศไทยที่เข้าร่วมการประกวดโครงงานวิทยาศาสตร์ระดับโลก โดยได้รับ 1 รางวัล Grand Award และ 1 รางวัล Special Award
นายชลิต ระหว่างบ้าน กล่าวว่า จากการสนับสนุนของกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี โดยองค์การพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์แห่งชาติ (อพวช.) ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (เนคเทค) ร่วมกับสมาคมวิทยาศาสตร์แห่งประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ์ และศูนย์พัฒนาโรงเรียนวิทยาศาสตร์สำนักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน กระทรวงศึกษาธิการ นักเรียนโรงเรียนจุฬาภรณราชวิทยาลัย เพชรบุรี ได้รับคัดเลือกเป็นตัวแทนประเทศไทยจำนวน 2 โครงงาน เข้าร่วมการประกวดโครงงานวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมระดับโลก The Intel International Science and Engineering Fair 2018 (Intel ISEF) ซึ่งการประกวดโครงงานแบ่งออกเป็น 22 สาขา อาทิ สัตวศาสตร์ คณิตศาสตร์ วัสดุศาสตร์ เคมี พืชศาสตร์ วิศวกรรมชีวการแพทย์ วิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม เป็นต้น ซึ่งโครงงานทั้ง 2 โครงงาน ประกอบด้วย
- โครงงานการแก้ไขปัญหาของมดเพื่อเข้าถึงแหล่งอาหาร (Behavior of weaver ant, Oecophylla smaragdina, to access food when encountering barriers Category : Animal Science)
นักเรียนผู้พัฒนาได้แก่ นางสาวศุภรัตน์ เย็นดี
โดยมี นายณัฐพล กลิ่นพุฒ เป็นครูที่ปรึกษา
- โครงงานการศึกษาสมการเชิงขั้วของการกระจายตัวของน้ำจากหัวสปริงเกอร์ชนิดใบพัดแบบต่างๆ (The Polar Equation of Water Distribution from Butterfly Sprinkler Heads Category : Mathematics)
นักเรียนผู้พัฒนาได้แก่ นายอดิศร ขันทอง, นางสาววิชยา เนตรมนต์ประภา และนางสาวกุลณัฐ บูรณารมย์
โดยมี นายศักดิ์นรินทร์ จันทร์นาค เป็นครูที่ปรึกษา
โดยในปีนี้นักเรียนโรงเรียนจุฬาภรณราชวิทยาลัย เพชรบุรี สามารถคว้ารางวัลมาได้ถึง 2 รางวัลด้วยกัน ได้แก่ Grand Award – 4th Place Physical Science category: Mathematics รางวัลที่ 4 สาขาคณิตศาสตร์ จากโครงงาน “การศึกษาสมการเชิงขั้วของการกระจายตัวของน้ำจากหัวสปริงเกอร์ชนิดใบพัดแบบต่างๆ” ซึ่งเป็นผลงานของ นายอดิศร ขันทอง นางสาววิชยา เนตรมนต์ประภา และนางสาวกุลณัฐบูรณารมย์ จากโรงเรียนจุฬาภรณราชวิทยาลัยเพชรบุรี โดยมี นายศักดิ์นรินทร์ จันทร์นาค เป็นครูที่ปรึกษา และยังได้รับรางวัล Special Award – 1st Physical Science Award : Best Example of Team Science from Sigma Xi, The Scientific Research Honor Society ซึ่งเป็นสเปเชี่ยลอวอร์ดด้านงานวิจัยยอดเยี่ยมของทีมวิทยาศาสตร์ สาขาคณิตศาสตร์ จากสมาคมวิทยาศาสตร์ที่เก่าแก่และใหญ่ที่สุดในโลก Sigma Xi, The Scientific Research Honor Society อีกหนึ่งรางวัล
นายอดิศร ขันทอง ได้กล่าวถึงแรงบันดาลใจในการทำ “โครงงานการศึกษาสมการเชิงขั้วของการกระจายตัวของน้ำจากหัวสปริงเกอร์ชนิดใบพัดแบบต่างๆ” ของกลุ่มตนเองว่า โครงงานนี้มีจุดเริ่มต้นมาจากในปัจจุบันแสงแดดและอุณหภูมิของประเทศไทยเพิ่มสูงขึ้นมาก ซึ่งทำให้พืชมีการเหี่ยวเฉา หรืออาจทำให้หญ้าที่ปลูกในสนามขาดน้ำจนตายได้ การรดน้ำจึงเป็นสิ่งที่จำเป็นอย่างมาก แต่เดิมแล้วการใช้สายยางเพื่อรดน้ำต้นไม้นั้นอาจทำให้สูญเสียน้ำมากเกินความจำเป็นและมีการกระจายของน้ำได้ไม่ทั่วถึง จึงทำให้ผู้คนหันมาใช้สปริงเกอร์เพื่อรดน้ำแทน เพราะน้ำจากสปริงเกอร์สามารถกระจายตัวได้ดีและใช้ปริมาณน้ำตามความจำเป็น นอกจากนี้ผู้ศึกษาได้สังเกตเห็นว่า แนวการกระจายตัวของน้ำที่เกิดจากหัวสปริงเกอร์ชนิดใบพัดที่พบในโรงเรียนนั้นมีเป็นเส้นโค้งเเบบหนึ่ง และพบว่าในท้องตลาดมีหัวสปริงเกอร์ชนิดใบพัดที่มีลักษณะต่างกันอยู่เป็นจำนวนมาก ผู้จัดทำจึงเกิดข้อสงสัยว่า รูปแบบการกระจายตัวของน้ำที่ออกจาก หัวสปริงเกอร์ชนิดใบพัดต่างๆ มีลักษณะใกล้เคียงหรือต่างกันอย่างไร โดยศึกษาเปรียบเทียบรูปแบบการกระจายตัวของน้ำที่เกิดขึ้นกับเส้นโค้งเชิงขั้วมาตรฐานที่มีผู้ศึกษาไว้ จากนั้นสร้างสมการเชิงขั้วที่เกิดจากหัวสปริงเกอร์เเต่ละเเบบโดยใช้โปรแกรมในการช่วยสร้างรูปแบบการกระจายตัวของน้ำ แล้วนำรูปแบบการกระจายตัวของน้ำที่ได้มาสร้างความสัมพันธ์ เพื่อหาสมการเชิงขั้วการกระจายตัวของน้ำจากหัวสปริงเกอร์ชนิดใบพัดแบบต่างๆ ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการอธิบายถึงลักษณะการกระจายตัวของน้ำจากหัวสปริงเกอร์ชนิดใบพัดแบบต่างๆ รวมทั้งสามารถทำนายลักษณะของใบพัดได้ ขนาดของใบพัดจึงส่งผลต่อสมการเชิงขั้วของการกระจายตัวของน้ำและการกระจายตัวของน้ำ นอกจากนี้ยังศึกษาความดันของน้ำที่ใช้ในการเปิดสปริงเกอร์ เนื่องจากความดันที่แตกต่างกันส่งผลต่อรัศมีการกระจายตัวของน้ำ จากผลการทดลองสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการเลือกใช้หัวสปริงเกอร์และการจัดวางสปริงเกอร์ให้เหมาะสมกับพื้นที่การใช้งาน การจัดวางพืชที่ต้องการความชื้นแตกต่างกันเพื่อให้ได้รับความชื้นอย่างเหมาะสมซึ่งพบว่าแบบจำลองการจัดวางหัวสปริงเกอร์นั้นทำให้การกระจายตัวของน้ำมีประสิทธิภาพมากขึ้น ทำให้เกษตรกรสามารถนำไปใช้ประโยชน์ทางเกษตรกรรมได้ และการพัฒนาซอฟต์แวร์ที่ใช้ในการวางระบบการติดตั้งสปริงเกอร์ในพื้นที่การใช้งานที่แตกต่างกันละใช้ควบคุมการเปิดปิดสปริงเกอร์ตามระยะเวลาที่ต้องการเป็นต้น
ส่วนนางสาวศุภรัตน์ เย็นดี ได้กล่าวถึงที่มาของการทำโครงงานเรื่อง “การแก้ไขปัญหาของมดเพื่อเข้าถึงแหล่งอาหาร” ของตนเองว่า มดแดง (Oecophylla smaragdina) เป็นมดที่ทำรังอาศัยอยู่บนต้นไม้และดำรงชีวิตอยู่ร่วมกันเป็นอาณาจักรที่มีการแบ่งแยกชั้นวรรณะ สามารถแสดงพฤติกรรมการลองผิดลองถูก มีการเรียนรู้ และมีความสามัคคีกันเมื่อเจออุปสรรคที่มดเพียงตัวเดียวไม่สามารถผ่านไปได้ จากงานวิจัยของ Beckers, Deneuberg และคณะ ได้ทำการทดลองโดยการวางสิ่งกีดขวางทางเดินของมดผลจากการทดลองเขาพบว่ามดสามารถเลือกทางที่ใกล้ที่สุดเพื่อสร้างทางเดินใหม่ได้ ในการศึกษาครั้งนี้ได้ศึกษาวิธีการเข้าถึงแหล่งอาหารของมด โดยสร้างอุปสรรค 3 แบบคือ อาหารที่ถูกแขวนอยู่เหนือพื้นดิน อาหารที่อยู่ในกล่องที่มีทางเข้าทางเดียว และอาหารที่ถูกกั้นด้วยน้า ผลการทดลองพบว่ามดสามารถหาวิธีการข้ามผ่านอุปสรรคทั้งสามแบบได้โดยใช้วิธีแตกต่างกันภายในระยะเวลา 24-48 ชั่วโมง โดยเฉพาะอย่างยิ่งอาหารที่กั้นด้วยน้า มดสามารถสร้างสะพานเพื่อไปยังแหล่งอาหารได้ ดิฉันจึงออกแบบการทดลองให้มดสร้างสะพานบริเวณขอบรูปเรขาคณิต 4 รูปแบบคือ สี่เหลี่ยม สี่เหลี่ยมคางหมู สามเหลี่ยม และวงกลม เพื่อศึกษาปัจจัยด้านรูปร่างขอบกับการสร้างสะพานของมด และศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างระยะห่างกับจานวนมดที่สร้างสะพาน ผลการทดลองพบว่าขอบรูปเรขาคณิตไม่มีผลต่อการสร้างสะพานของมด โดยมดจะสร้างสะพานที่ตำแหน่งเดิมโดยไม่สนใจรูปร่างของขอบ และเมื่อระยะห่างมากขึ้นจำนวนมดที่สร้างสะพานก็จะมากขึ้นด้วย เมื่อเปรียบเทียบคุณสมบัติของสะพานมดกับสะพานคอนกรีตแนวราบ โดยพิจารณาอัตราส่วนระหว่างน้ำหนักบรรทุกจริงที่สะพานรองรับได้ต่อน้าหนักของตัวสะพานพบว่าเมื่อสะพานทั้งสองชนิดรับน้ำหนักเท่ากัน ตัวสะพานคอนกรีตมีน้ำหนักตัวสะพานมากกว่าของสะพานมดถึง 4.6 เท่า และเมื่อคำนวณอัตราส่วนระหว่างพื้นที่บนสะพานต่อน้ำหนักของสะพานแล้วพบว่าของสะพานคอนกรีตเท่ากับ 0.001:1 ในขณะที่ของสะพานมด เท่ากับ 10:1 ในการทดลองนี้แสดงให้เห็นว่ามดแดงสามารถเรียนรู้วิธีการเข้าถึงแหล่งอาหารได้ อีกทั้งยังสามารถปรับเปลี่ยนการสร้างสะพานเพื่อให้เหมาะสมกับระยะห่างเปลี่ยนไปได้ และสามารถนำรูปแบบสะพานมดไปประยุกต์ใช้กับสะพานคอนกรีตในชีวิตจริงได้อีกด้วย
