😊 👩‍✈️ ⛈️ Numérisation et impression 3D en paléontologie. Continuation 🍁 🧕🏽 🤙🏿

Dans un article précédent, j'ai brièvement évoqué les possibilités d'impression 3D en paléontologie, à savoir la création de reconstructions tridimensionnelles et de modèles d'animaux fossiles à partir des schistes cambriens de Burgess.

Malheureusement, à ce moment-là, nous n'avions pas de vidéo sur le processus de travail, donc je veux le montrer dans cette note:

En plus des reconstructions de la faune schisteuse cambrienne de Burgess, créées manuellement par le modélisateur, nous avons également imprimé une copie exacte (scan tridimensionnel) de l'holotype * du crâne de l'ancien primate Miocène ** - proconsul ***.

* holotype - une instance d'un objet biologique qui a été utilisé comme principal pour décrire une espèce particulière (ou un autre taxon).
** Miocène - l'ère de la période néogène, a commencé il y a 23 millions d'années et s'est terminée il y a 5,3 millions d'années.
*** proconsul (Proconsul) - genre de primates fossiles de l'époque du Miocène, existait il y a 17 à 21 millions d'années en Afrique (figure 1, a.).

Le crâne du proconsul (Proconsul heseloni) (Fig. 1, b) a été trouvé sur le lac Victoria et est conservé au Musée national de Nairibi (Kenya). Il y a quelques années, il a été scanné (Fig. 1, c) par l'équipe africaine de paléontologues aficanfossils.org et est accessible au public au format * stl.
Après l'impression, alors que l'échantillon pouvait déjà être tenu en main, nous avons été frappés par le détail de cette pièce (Fig. 1, d). En gros, le fait que notre imprimante "soit née" n'est pas seulement une copie, mais la réplique la plus précise , selon laquelle un échantillon peut être étudié par des paléoanthropologues.

Figure. 1. Proconsul heseloni. a - reconstruction de l'apparence du primate; b - une photographie d'un crâne d'holotype au Musée national de Nairobi; c - modèle 3D obtenu par numérisation par des collègues africains; d - un modèle imprimé au Musée Darwin

Les cinq échantillons sont devenus une partie de la vitrine expérimentale (voir la vidéo ci-dessus), qui est située au Musée Darwin. C'était un test du stylo, qui a donné naissance à un nouveau projet à grande échelle: nous avons eu l'idée de créer une collection de numérisations d'échantillons réels et leur impression ultérieure. Il nous a paru très intéressant de collecter une collection complète (environ 50 espèces) de crânes d'hominidés du Miocène à nos jours et de la présenter sous forme d'arbre phylogénétique dans une vitrine. En stock, nous avions un nombre limité de modèles avec lesquels démarrer un nouveau projet. Ainsi, après le proconsul, la mâchoire inférieure de Paranthropus boisei * (Fig.2, a-b) et une partie de la mâchoire d'Homo naledi * ont été imprimées.

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

Fig.2. a - reconstruction de l'apparence de Parantrop Boyce; b - une comparaison de la mâchoire supérieure de Parantrop Boyce à droite et de la mâchoire supérieure d'une personne moderne; c - la mâchoire inférieure de Parantrop Boyce imprimée sur une imprimante 3D au musée Darwin.

Comme, comme mentionné ci-dessus, nous avions un nombre limité de scans prêts à l'emploi de crânes d'hominidés, il a été décidé de poursuivre le projet conformément au scan. Nous nous sommes tournés vers diverses institutions (russes et étrangères) qui ont les échantillons dont nous avons besoin.
Ainsi, par exemple, nos chers amis, le portail anthropogenesis.ru a aimablement accepté de participer au projet et a fourni du matériel.
Le crâne de l'homme de Heidelberg (Homo heidelbergensis), fourni par le professeur adjoint du Département d'anthropologie de la Faculté de biologie de l'Université d'État de Moscou, S. Drobyshevsky, a été sélectionné comme première copie d'essai pour la numérisation. (Fig.3, a).
Il est important de noter qu'il existe au moins deux façons de créer des copies numériques tridimensionnelles d'objets: le balayage direct et la photogrammétrie. Le premier suppose, comme il est évident, la présence d'un scanner, le second - uniquement un appareil photo et un logiciel spécialisé.
Heureusement, le musée Darwin dispose de toutes les technologies disponibles. Nous avons un scanner EVA * qui ressemble plus à un fer qu'à un équipement coûteux *, avec lequel nous sommes allés scanner le crâne qui nous intéresse.

Figure. 3. a, b - crâne d'Homo heidelbergensis; c - Chercheur du Musée Darwin Savin R.Yu. scanne le crâne, derrière - Assoc. Drobyshevsky S.V.; d - votre humble serviteur grimace avec un crâne et un scanner EVA.

Puisque nous sommes des scientifiques (plus précisément, des scientifiques ayant une expérience amère des erreurs), en plus du balayage habituel, nous avons fait de la photogrammétrie. Soit dit en passant, si vous faites attention (Fig. 3), vous remarquerez que le crâne se trouve sur les journaux (version Trinity en passant). Ce n'est pas si simple - les lettres et les mots sur les journaux sont des marqueurs pour la numérisation et la photogrammétrie. Disons-le de cette façon: nous n'avions pas de grands espoirs pour la photographie simple, mais nous l'avons fait pour la sécurité.
En fait, comment la création d'un modèle 3D avec un scanner professionnel peut-elle être pire que la création d'un modèle en utilisant la photogrammétrie?! Des bêtises et des bêtises ...
Mais le résultat (Fig.4), franchement, nous a un peu choqués: le modèle de crâne créé par un simple appareil photo et un logiciel spécial s'est avéré plusieurs fois plus précis!

Figure. 4. Le résultat du balayage du crâne d'Homo heidelbergensis. - modèle obtenu par le scanner EVA (programme Artec Studio); b - modèle obtenu par photogrammétrie (programme Agisoft PhotoScan).

Par conséquent, il a été décidé de continuer à numériser en utilisant la photogrammétrie, plutôt qu'un scanner coûteux, ce qui n'est pas paradoxal ... Pour
le moment, nous sommes confrontés au problème d'une rotation douce et correcte de la caméra autour de l'échantillon et nous sommes en train de créer une table tournante spéciale avec éclairage.
Sur l'avenir du projet, si vous étiez intéressé, je vous le dirai dans les notes suivantes.

Numérisation et impression 3D en paléontologie. Continuation

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