🕦 ⏹️ 👨🏾‍🎓 3D-Scannen und Drucken in der Paläontologie. Fortsetzung 👩🏽‍⚖️ 🆑 💇

In einem früheren Artikel habe ich kurz über die Möglichkeiten des 3D-Drucks in der Paläontologie gesprochen, nämlich die Erstellung dreidimensionaler Rekonstruktionen und Modelle fossiler Tiere aus den kambrischen Schiefern von Burgess.

Leider hatten wir zu diesem Zeitpunkt noch kein Video über den Arbeitsprozess, daher möchte ich es in diesem Hinweis zeigen:

Zusätzlich zu den vom Modellierer manuell erstellten Rekonstruktionen der kambrischen Schieferfauna von Burgess haben wir auch eine exakte Kopie (dreidimensionaler Scan) des Holotyps * des Schädels des alten miozänen ** Primaten - Prokonsul *** gedruckt.

* Holotyp - eine Instanz eines biologischen Objekts, das als Hauptobjekt zur Beschreibung einer bestimmten Art (oder eines anderen Taxons) verwendet wurde.
** Miozän - die Ära der Neogenen, begann vor 23 Millionen Jahren und endete vor 5,3 Millionen Jahren.
*** proconsul (Proconsul) - Gattung fossiler Primaten des Miozäns, die vor 17 bis 21 Millionen Jahren in Afrika existierte (Abbildung 1, a.).

Der Schädel des Prokonsuls (Proconsul heseloni) (Abb. 1, b) wurde am Viktoriasee gefunden und im Nationalmuseum von Nairibi (Kenia) aufbewahrt. Vor einigen Jahren wurde es vom afrikanischen Paläontologenteam aficanfossils.org gescannt (Abb. 1, c) und ist im * stl-Format öffentlich verfügbar.
Nach dem Druck, als die Probe bereits in Händen gehalten werden konnte, waren wir von der Detaillierung dieses Exponats beeindruckt (Abb. 1, d). Grob gesagt ist die Tatsache, dass unser Drucker "geboren" wurde, nicht nur eine Kopie, sondern die genaueste Nachbildung , nach der eine Probe von Paläoanthropologen untersucht werden kann.
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Feige. 1. Proconsul heseloni. a - Rekonstruktion des Aussehens des Primaten; b - ein Foto eines Holotypschädels im Nationalmuseum von Nairobi; c - 3D-Modell, das durch Scannen von afrikanischen Kollegen erhalten wurde; d - ein gedrucktes Modell im Darwin Museum

Alle fünf Proben wurden Teil der experimentellen Vitrine (siehe Video oben), die sich im Darwin Museum befindet. Es war ein Test des Stifts, aus dem ein neues Großprojekt hervorging: Wir hatten die Idee, eine Sammlung von Scans realer Muster und deren anschließenden Druck zu erstellen. Am interessantesten erschien es uns, eine vollständige (etwa 50 Arten) Sammlung von Schädeln von Hominiden vom Miozän bis in die Gegenwart zu sammeln und in Form eines phylogenetischen Baumes in einer Vitrine zu präsentieren. Auf Lager hatten wir eine begrenzte Anzahl von Modellen, mit denen wir ein neues Projekt starten konnten. So wurden nach dem Prokonsul der Unterkiefer von Paranthropus boisei * (Abb. 2, a-b) und ein Teil des Kiefers von Homo naledi * gedruckt.

*Paranthropus boisei ( ) — , 1959 , -, . 2,5 1 .
**Homo naledi — Homo. H. naledi 2013 - . ).

Abb. 2. a - Rekonstruktion des Aussehens von Parantrop Boyce; b - ein Vergleich des Oberkiefers von Parantrop Boyce rechts und des Oberkiefers einer modernen Person; c - der Unterkiefer von Parantrop Boyce, gedruckt auf einem 3D-Drucker im Darwin Museum.

Da wir, wie oben erwähnt, nur eine begrenzte Anzahl von vorgefertigten Scans von Hominidenschädeln hatten, wurde beschlossen, das Projekt im Einklang mit dem Scan fortzusetzen. Wir haben uns an verschiedene Institutionen (sowohl russische als auch ausländische) gewandt, die die Proben haben, die wir brauchen.
So haben zum Beispiel unsere lieben Freunde, das Portal anthropogenesis.ru, freundlicherweise zugestimmt, an dem Projekt teilzunehmen, und Material zur Verfügung gestellt.
Der Schädel des Heidelberger (Homo heidelbergensis), der vom Assistenzprofessor der Abteilung für Anthropologie der Biologischen Fakultät der Moskauer Staatlichen Universität S.V.Drobishevsky zur Verfügung gestellt wurde, wurde als erstes Testexemplar zum Scannen ausgewählt. (Fig. 3, a).
Es ist wichtig zu beachten, dass es mindestens zwei Möglichkeiten gibt, dreidimensionale digitale Kopien von Objekten zu erstellen - direktes Scannen und Photogrammetrie. Der erste setzt offensichtlich das Vorhandensein eines Scanners voraus, der zweite nur eine Kamera und eine spezielle Software.
Das Darwin Museum verfügt glücklicherweise über alle verfügbaren Technologien. Wir haben einen EVA * -Scanner, der eher wie ein Eisen aussieht als wie ein teures Gerät *, mit dem wir den Schädel gescannt haben, an dem wir interessiert sind.
Bild

Feige. 3. a, b - Schädel des Homo heidelbergensis; c - Forscher des Darwin Museum Savin R.Yu. scannt den Schädel hinter - Assoc. Drobyshevsky S.V.; d - Ihr bescheidener Diener verzieht das Gesicht mit einem Schädel und einem EVA-Scanner.

Da wir Wissenschaftler sind (genauer gesagt Wissenschaftler mit der bitteren Erfahrung von Fehlern), haben wir zusätzlich zum üblichen Scannen Photogrammetrie durchgeführt. Übrigens, wenn Sie aufpassen (Abb. 3), werden Sie feststellen, dass der Schädel auf den Zeitungen liegt (Trinity-Version übrigens). Dies ist nicht so einfach - Buchstaben und Wörter in Zeitungen sind Marker für das Scannen und die Photogrammetrie. Sagen wir es so: Wir hatten keine großen Hoffnungen auf einfaches Fotografieren, aber aus Sicherheitsgründen.
Wie kann das Erstellen eines 3D-Modells mit einem professionellen Scanner schlechter sein als das Erstellen eines Modells mit Photogrammetrie?! Unsinn und Unsinn ...
Aber das Ergebnis (Abb. 4) hat uns ehrlich gesagt ein wenig schockiert: Das Schädelmodell, das mit einer einfachen Kamera und einer speziellen Software erstellt wurde, erwies sich als um ein Vielfaches genauer!
Bild

Feige. 4. Das Ergebnis des Scannens des Schädels von Homo heidelbergensis. a - Modell, das vom EVA-Scanner (Artec Studio-Programm) erhalten wurde; b - Modell, das durch Photogrammetrie erhalten wurde (Agisoft PhotoScan-Programm).

Aus diesem Grund wurde beschlossen, das Scannen mithilfe der Photogrammetrie anstelle eines teuren Scanners fortzusetzen, was nicht paradox ist.
Derzeit stehen wir vor dem Problem einer reibungslosen und ordnungsgemäßen Drehung der Kamera um die Probe und sind damit beschäftigt, einen speziellen Drehtisch mit Beleuchtung zu erstellen.
Wenn Sie interessiert waren, werde ich Sie in den folgenden Anmerkungen zur Zukunft des Projekts informieren.

3D-Scannen und Drucken in der Paläontologie. Fortsetzung

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