В последняя нота Я кратко рассказал о возможностях 3D-печати в палеонтологии, а именно о создании 3D-реконструкций и моделей ископаемых животных из кембрийских сланцев Бёрджесс.
К сожалению, на тот момент у нас не было готового видео о процессе работы, поэтому хочу показать его в этой заметке: Помимо смоделированных вручную реконструкций кембрийской фауны сланцев Бёрджесс, мы также напечатали точную копию (3D-сканирование) голотипа* черепа древнего миоценового** примата Проконсула***.
* голотип - экземпляр биологического объекта, который использовался в качестве основного для описания конкретного вида (или другого таксона).Череп проконсула (Proconsul heseloni) (рис.** Миоцен – эра неогенового периода, начавшаяся 23 миллиона лет назад и закончившаяся 5,3 миллиона лет назад. *** проконсул (Proconsul) — род ископаемых приматов миоценовой эпохи, существовавший 17—21 млн лет назад в Африке (рис.
1, а).
1, б) был найден на озере Виктория и хранится в Национальном музее Наириби (Кения).
Несколько лет назад он был отсканирован (рис.
1, в) африканской командой палеонтологов aficanfossils.org и находится в открытом доступе в формате *stl. После печати, когда образец уже можно было держать в руках, нас поразила детальность этого экспоната (рис.
1, г).
Грубо говоря, то, что «выдал» наш принтер, — это не просто копия, а точная копия , по которому палеоантропологи смогут изучить образец.
Рис.
1. Проконсул Геселони.
а - реконструкция внешнего облика примата; б — фотография черепа-голотипа в Национальном музее Найроби; в — 3D-модель, полученная путем сканирования африканскими коллегами; г - напечатанная модель в Дарвиновском музее Все пять экземпляров стали частью экспериментальной экспозиции (см.
видео выше), расположенной в Дарвиновском музее.
Именно проба пера породила новый масштабный проект: у нас возникла идея создать коллекцию сканов реальных образцов и их последующую печать.
Нам показалось наиболее интересным собрать полную (около 50 видов) коллекцию черепов гоминид от миоцена до современности и представить ее в виде филогенетического дерева на витрине.
У нас на складе было ограниченное количество моделей, с которых мы начали новый проект. Так, вслед за проконсулом были отпечатаны нижняя челюсть Paranthropus boisei* (рис.
2, а-б) и часть челюсти Homo naledi*.
* Парантроп Бойсей (Парантроп Бойса) — самый массовый вид парантропов, обнаруженный в 1959 году Мэри Лики в восточноафриканских ущельях Олдувай, Кооби-Фора, Локалей и ряде других.Они датированы от 2,5 до 1 миллиона лет назад. ** Гомо наледи — ископаемый вид людей рода Homo. Останки H. naledi впервые были обнаружены в 2013 г.
в ЮАР.
Очень свежий вид).
Рис.
2. а - реконструкция внешнего облика парантропа Бойса; б - сравнение верхней челюсти парантропа Бойса справа и верхней челюсти современного человека; в — нижняя челюсть парантропа Бойса, распечатанная на 3D-принтере в Дарвиновском музее.
Поскольку, как уже говорилось выше, у нас было ограниченное количество готовых сканов черепов гоминид, было решено продолжить проект по линиям сканирования.
Мы обращались в различные учреждения (как российские, так и зарубежные), у которых есть необходимые нам образцы.
Так, например, портал «Наши дорогие друзья» антропогенез.
ру любезно согласился принять участие в проекте и предоставил материалы.
Первым тестовым образцом для сканирования стал череп гейдельбергского человека (Homo heidelbergensis), предоставленный С.
В.
Дробышевский, доцент кафедры антропологии биологического факультета МГУ.
(рис.
3, а).
Важно отметить, что существует как минимум два доступных способа создания цифровых 3D-копий объектов — прямое сканирование и фотограмметрия.
Первый предполагает, как очевидно, наличие сканера, а второй требует только камеры и специализированного программного обеспечения.
Дарвиновский музей, к счастью, располагает всеми доступными технологиями.
У нас есть сканер марки EVA *похожий скорее на утюг, чем на дорогое оборудование*, с помощью которого мы пошли сканировать интересующий нас череп.
Рис.
3. а, б — череп Homo heidelbergensis; в — научный сотрудник Дарвиновского музея Савин Р.
Ю.
сканирует череп, сзади стоит доц.
Дробышевский С.
В.
; г - ваш покорный слуга корчит рожи черепом и сканером в открытый космос.
Поскольку мы ученые (точнее, ученые с горьким опытом ошибок), мы помимо обычного сканирования делали фотограмметрию.
Кстати, если вы обратите внимание (рис.
3), то заметите, что череп лежит на газетах (версия Тринити, кстати).
Это непросто – буквы и слова на газетах являются маркерами для сканирования и фотограмметрии.
Скажем так: на простую фотографию мы не возлагали особых надежд, но делали это на всякий случай.
Собственно, чем создание 3D-модели с помощью профессионального сканера может быть хуже, чем создание модели с помощью фотограмметрии?! Ерунда и ерунда.
Но результат (рис.
4) нас, честно говоря, немного шокировал: модель черепа, созданная с помощью простой камеры и специального программного обеспечения, оказалась во много раз точнее! 
Рис.
4. Результат сканирования черепа Homo heidelbergensis. а — модель, полученная с помощью сканера EVA (программа Artec Studio); б - модель, полученная методом фотограмметрии (программа Agisoft PhotoScan).
Поэтому было решено продолжить сканирование с помощью фотограмметрии, а не дорогим сканером, как это ни парадоксально.
На данный момент мы столкнулись с проблемой плавного и правильного вращения камеры вокруг образца и заняты созданием специального вращающегося стола с подсветкой.
Если вам было интересно, о будущем проекта я расскажу в следующих заметках.
Теги: #Биология #Популярная наука #3D-принтеры #Палеонтология #Наука #3d-печать #3d-принтер #3d-графика #музей
-
Уфология
19 Oct, 24 -
Интернет-Мониторинг Систем Сигнализации
19 Oct, 24 -
Многоязычный
19 Oct, 24 -
Хабрэффект.ру
19 Oct, 24 -
Структура Сокетов Java
19 Oct, 24
