🤸🏻 🌺 👨🏿‍🚒 Escaneo e impresión 3D en paleontología. Continuación ⛅️ 💇🏾 📫

En un artículo anterior, hablé brevemente sobre las posibilidades de la impresión 3D en paleontología, es decir, la creación de reconstrucciones tridimensionales y modelos de animales fósiles de las lutitas cámbricas de Burgess.

Desafortunadamente, en ese momento, no teníamos un video sobre el proceso de trabajo, por lo que quiero mostrarlo en esta nota:

Además de las reconstrucciones de la fauna de esquisto cambriano de Burgess, creadas manualmente por el modelador, también imprimimos una copia exacta (escaneo tridimensional) del holotipo * del cráneo del antiguo primate Mioceno ** - procónsul ***.

* holotipo : una instancia de un objeto biológico que se utilizó como el principal para describir una especie en particular (u otro taxón).
** Mioceno : la era del período Neógeno, comenzó hace 23 millones de años y terminó hace 5,3 millones de años.
*** proconsul (Proconsul) - género de primates fósiles de la época del Mioceno, existió hace 17-21 millones de años en África (Figura 1, a.).

El cráneo del procónsul (Proconsul heseloni) (Fig. 1, b) fue encontrado en el lago Victoria y está almacenado en el Museo Nacional de Nairibi (Kenia). Hace unos años, fue escaneado (Fig. 1, c) por el equipo africano de paleontólogos aficanfossils.org y está disponible públicamente en formato * stl.
Después de la impresión, cuando la muestra ya se podía sostener en las manos, nos sorprendió el detalle de esta exposición (Fig. 1, d). En términos generales, el hecho de que nuestra impresora "nació" no es solo una copia, sino la réplica más precisa , según la cual los paleoantropólogos pueden estudiar una muestra.
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Higo. 1. Proconsul heseloni. a - reconstrucción de la apariencia del primate; b - una fotografía de un cráneo holotipo en el Museo Nacional de Nairobi; c - modelo 3D obtenido escaneando por colegas africanos; d - un modelo impreso en el Museo Darwin

Las cinco muestras se convirtieron en parte de la vitrina experimental (ver video arriba), que se encuentra en el Museo Darwin. Fue una prueba de la pluma, que dio lugar a un nuevo proyecto a gran escala: tuvimos la idea de crear una colección de escaneos de muestras reales y su posterior impresión. Nos pareció lo más interesante recolectar una colección completa (alrededor de 50 especies) de cráneos de homínidos desde el Mioceno hasta el presente y presentarla en forma de árbol filogenético en una vitrina. En stock, teníamos un número limitado de modelos con los que comenzar un nuevo proyecto. Entonces, después del procónsul, se imprimió la mandíbula inferior de Paranthropus boisei * (Fig. 2, a-b) y parte de la mandíbula de Homo naledi *.

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

Figura 2. a - reconstrucción de la apariencia de Parantrop Boyce; b - una comparación de la mandíbula superior de Parantrop Boyce a la derecha y la mandíbula superior de una persona moderna; c - la mandíbula inferior de Parantrop Boyce impresa en una impresora 3D en el Museo Darwin.

Como, como se mencionó anteriormente, teníamos un número limitado de escaneos ya preparados de cráneos de homínidos, se decidió continuar el proyecto en línea con el escaneo. Nos dirigimos a varias instituciones (tanto rusas como extranjeras) que tienen las muestras que necesitamos.
Entonces, por ejemplo, nuestros queridos amigos, el portal anthropogenesis.ru amablemente aceptaron participar en el proyecto y proporcionaron material.
El cráneo del hombre de Heidelberg (Homo heidelbergensis), proporcionado por el profesor asistente del Departamento de Antropología de la Facultad de Biología de la Universidad Estatal de Moscú S.V.Drobyshevsky (Fig. 3, a).
Es importante tener en cuenta que hay al menos dos formas disponibles de crear copias digitales tridimensionales de objetos: escaneo directo y fotogrametría. El primero supone, como es obvio, la presencia de un escáner, el segundo, solo una cámara y un software especializado.
El Museo Darwin, afortunadamente, tiene toda la tecnología disponible. Tenemos un escáner EVA * que se parece más a una plancha que a un equipo costoso *, con el que fuimos a escanear el cráneo que nos interesa.
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Higo. 3. a, b - cráneo de Homo heidelbergensis; c - Investigador del Museo Darwin Savin R.Yu. escanea el cráneo, detrás - Assoc. Drobyshevsky S.V .; d - tu humilde servidor está haciendo una mueca con una calavera y un escáner EVA.

Como somos científicos (más precisamente, científicos con la amarga experiencia de los errores), además del escaneo habitual, realizamos fotogrametría. Por cierto, si prestas atención (Fig. 3), notarás que el cráneo yace en los periódicos (por cierto, la versión Trinity). Esto no es tan simple: las letras y las palabras en los periódicos son marcadores de escaneo y fotogrametría. Digámoslo de esta manera: no teníamos grandes esperanzas para una fotografía simple, pero lo hicimos por seguridad.
En realidad, ¿cómo puede ser peor crear un modelo 3D con un escáner profesional que crear un modelo usando fotogrametría? Tonterías y tonterías ...
Pero el resultado (Fig. 4), francamente, nos sorprendió un poco: ¡ el modelo de calavera creado por una cámara simple y un software especial resultó ser varias veces más preciso!
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Higo. 4. El resultado de escanear el cráneo de Homo heidelbergensis. - modelo obtenido por el escáner EVA (programa Artec Studio); b - modelo obtenido por fotogrametría (programa Agisoft PhotoScan).

Por lo tanto, se decidió continuar escaneando usando fotogrametría, en lugar de un escáner costoso, lo cual no es paradójico ...
En este momento, nos enfrentamos con el problema de la rotación suave y adecuada de la cámara alrededor de la muestra y estamos ocupados creando una mesa giratoria especial con iluminación.
Sobre el futuro del proyecto, si estaba interesado, se lo diré en las siguientes notas.

Escaneo e impresión 3D en paleontología. Continuación

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