Tecnología 3D para restaurar la confianza en supervivientes de cáncer de mama

Producto: Artec
Industria: Médica

El protésico francés Julien Montenero utilizó la tecnología 3D de Artec para crear prótesis post-mastectomía. Escaneando el seno de la paciente antes de la mastectomía, procesaba los datos del escaneo 3D para preparar un modelo y lo imprimía en 3D para crear un prototipo con silicona médica especial

A finales de 2020, 7,8 millones de mujeres habían sido diagnosticadas con cáncer de mama durante los cinco años anteriores, lo que lo convierte en el cáncer más prevalente a nivel mundial. La enfermedad ataca a las mujeres a cualquier edad y en todos los países del mundo. En medio de la pérdida y el dolor, también hay historias de supervivencia, coraje e inspiración. Ser diagnosticada con la enfermedad y luchar contra ella es lo suficientemente traumático, y ser sobreviviente de cáncer de mama trae nuevas preocupaciones, como aprender a vivir con una nueva versión de uno mismo.

Someterse a una mastectomía, una extirpación quirúrgica de uno o ambos senos, brinda la mejor oportunidad de obtener un resultado positivo. Pero el coste emocional que impone ciertamente no debe tomarse a la ligera. Para muchas mujeres, la pérdida de uno o ambos senos a causa del cáncer puede causar sentimientos de desesperanza, cuerpo incompleto, inconvenientes sociales, falta de confianza y pérdida de la sensualidad.

Un número creciente de mujeres optan por usar prótesis en lugar de someterse a una cirugía reconstructiva después de la mastectomía. Esto implica tener que encargarse de crear la prótesis antes de la cirugía: tener una prótesis mamaria incómoda, que se deteriora lenta o simplemente disfuncional no es más que agregar insulto a la lesión.

Precursor del avance médico

Durante el confinamiento por la pandemia, un protésico francés cumplió su ambición de toda la vida: creó una prótesis mamaria personalizada que abordaba por completo las necesidades y preocupaciones antes mencionadas. Julien Montenero siempre ha visto como su misión volver a poner a las personas en el centro de la industria de la salud, por lo que comenzó a buscar métodos innovadores y eficientes para ayudar. A Montenero se le ocurrió por primera vez la idea de ayudar a pacientes posmastectomía hace 17 años, pero fue recién el año pasado cuando identificó la tecnología 3D como la mejor solución.

Descubriendo el escaneo 3D para prótesis transformativas a medida

Como cualquier visionario, este protésico siempre está atento a las noticias sobre la última tecnología que posiblemente podría implementar en su trabajo. Entonces, cuando se emitió un informe de televisión sobre un proyecto de arqueología en Egipto que usaba escáneres 3D de Artec, instantáneamente despertó su interés. Montenero estaba encantado con la precisión de la tecnología y no podía esperar para ponerla a prueba. Después de un par de proyectos de prueba, para los que alquiló un escáner 3D, se convirtió en uno de los primeros profesionales en utilizar el escaneo 3D para aplicaciones médicas. Sintiéndose listo para invertir con total libertad y la alta calidad que solo esta tecnología podía brindar, Montenero se puso en contacto con Boreal, un socio de Artec 3D Gold-Certified, cuyos expertos le presentaron Artec Eva y Artec Space Spider. Estos escáneres 3D portátiles se convirtieron en la solución largamente esperada para crear prótesis ligeras y personalizadas.

Florian Goussu, técnico de ventas de Boreal, explicó: “Con el uso de tecnologías 3D en la cirugía reconstructiva, los epitetistas ahora cuentan con una variedad de herramientas digitales, como los escáneres 3D de Artec, que les permiten duplicar extremidades u órganos de manera rápida y eficiente. Estas operaciones dan a los pacientes el coraje y la fuerza para enfrentarse al mundo que les rodea”.

Cada uno de los dos escáneres ya ha demostrado ser insustituible en la industria de la salud actual. La creación de prótesis personalizadas con la comprensión más completa de la anatomía individual del paciente se ha vuelto mucho más rápida y profesional desde que Artec Eva y Artec Space Spider entraron en escena. El software de procesamiento y escaneo 3D de Artec Studio compensa fácilmente los pequeños movimientos que un paciente puede hacer al escanear y ayuda a convertir los datos 3D en un excelente modelo anatómico en 3D.

Cada vez más empresas médicas están poniendo grandes esperanzas en el escaneo 3D para prótesis. Vistos como la próxima revolución en la medicina, los dispositivos 3D brindan prácticas y tecnologías de próxima generación a familias desfavorecidas, a quienes sufrieron en el conflicto o, en el caso de los pacientes de Montenero, a sobrevivientes de cáncer. Uno de estos dispositivos es Artec Eva, un escáner portátil estándar de la industria, basado en una tecnología de escaneo de luz estructurada. Es ampliamente utilizado en todo el mundo para capturar partes del cuerpo, lo que ayuda a crear escaneos texturizados increíblemente precisos. Siempre que necesite escanear el cuerpo humano, no hay nada como el Eva ligero y seguro, ahora con el modo HD.

En el caso de que los profesionales médicos necesiten brindar detalles elaborados, a menudo se recurre a Artec Space Spider. Este escáner 3D produce resultados de alta precisión al escanear objetos pequeños con geometría compleja. Space Spider incluso se usa para predecir escenarios de cirugía para asegurarse de que todo salga bien en situaciones en las que no hay lugar para el error humano.

“Desde el principio hemos estado buscando nuevos procesos, materiales innovadores a partir de tecnologías de punta”, afirmó Montenero en su sitio web. “Desarrollamos técnicas sostenibles para la comodidad y el bienestar de nuestros pacientes.”

Los resultados son prótesis personalizadas, livianas y cómodas que ayudan a restaurar la confianza en sí misma de una persona después de su batalla contra el cáncer de mama. Su trabajo no se trata solo de innovación, sino de curación personal, empoderamiento y difusión de la esperanza de un mañana mejor.

Digitalizar especímenes de historia natural para su consulta online gracias a Artec Space Spider

Producto: Artec Space Spider
Industria: Diseño y Arte

La naturaleza siempre ha sido una fuente inagotable de inspiración para el ser humano. Las zapatillas de escalada que imitan la biomecánica de los pies de los gecos, el diseño antibacteriano que imita la forma y la función de la piel de los tiburones, o la aerodinámica del famoso tren bala japonés inspirada en la forma del pico de un pájaro, son sólo algunos ejemplos de cómo se utilizan modelos, sistemas y elementos de la naturaleza para resolver complejos problemas humanos y retos de diseño.

Como dijo Janine Benyus, bióloga, autora y cofundadora del Instituto de Biomímesis, en su famosa charla TED: “Estamos rodeados de genios. Nunca fuimos los primeros en construir [nada]”.

La urbanización global, la emigración masiva a las ciudades y las regulaciones de viajes, los humanos tenemos una limitada oferta de oportunidades para entrar en contacto con todos los elementos, recetas y planos que ofrece esta gran máquina de inventar. Sin embargo, hay algunos lugares del mundo donde se puede acceder a miles de auténticos especímenes de historia natural sin tener que adentrarse en la naturaleza, viajar en avión a una isla remota o adentrarse en selvas impenetrables. Uno de esos lugares: el Nature Lab de Edna W. Lawrence.Nature Lab

El Nature Lab de Edna W. Lawrence (foto por cortesía de Nature Lab)

Resumen

Fundada en 1937 por una licenciada de la Escuela de Diseño de Rhode Island, miembro de la facultad durante mucho tiempo, académica, profesora y consumada pintora estadounidense, Edna Lawrence se propuso, según sus propias palabras, “abrir los ojos de los estudiantes a las maravillas de la belleza que hay en la naturaleza… de las formas, el espacio, el color, la textura, el diseño y la estructura”.

El Nature Lab no es el típico laboratorio. Lo que comenzó como una pequeña colección de especímenes naturales que Edna recogía durante sus viajes de verano para su clase de dibujo natural en la década de 1920, se convirtió en 1.286 especies (incluyendo conchas, mariposas, minerales, esqueletos, vainas de semillas y taxidermia) en 1937, y había crecido hasta más de 25.000 artículos, cuando se jubiló 38 años después.

En la actualidad, la Colección de Historia Natural consta de casi 80.000 especímenes individuales, a los que los estudiantes y los profesores del RISD tienen acceso ilimitado, tanto si trabajan en un proyecto de ciencia, arte o diseño.

“No existe ningún otro departamento de la universidad o lugar independiente que se parezca al Nature Lab y a su colección de historia natural”, nos cuenta Benedict Gagliardi, biólogo del laboratorio. Los estudiantes pueden vivir una experiencia de inmersión total: pueden abrir los armarios y sacar conchas, huesos y trozos de madera a la deriva y animales disecados e interactuar con ellos: dibujarlos, palparlos, moverlos…”

“Es un entorno muy acogedor. La idea es: profundizamos todo lo que quieras, pero sin agobios”, dice la Dra. Jennifer Bissonnette, directora interina del Nature Lab. “Y si tienes preguntas, tenemos tres biólogos en plantilla que pueden ayudarte a profundizar y a descubrir lo que te interese”.

Además de la colección principal, el Nature Lab acoge colecciones de insectos, líquenes, corales y otros especímenes más pequeños, muestras de materiales orgánicos e inorgánicos, plantas vivas, libros raros de historia natural, y proporciona acceso a los equipos de imagen más modernos para explorar toda su variedad de artefactos naturales a diferentes escalas y dimensiones. Una de esas herramientas de imagen que el equipo del Nature Lab añadió a su kit en 2015 es Artec Spider.

Un escáner 3D en la caja de herramientas

“Una parte de lo que estamos haciendo aquí es crear un espacio para que la visualización adquiera nuevas perspectivas”, afirma la Dra. Jennifer Bissonnette, directora Interina del Lab”.

“Estuvimos pensando en formas innovadoras de apreciar estos organismos, superficies y texturas que tenemos aquí, y Artec Spider se ajustaba perfectamente por ser capaz de capturar estructuras con una resolución muy fina”.

Diseñado para escanear objetos pequeños con gran precisión, Spider es la solución ideal para la conservación digital de artefactos naturales e históricos con su forma y color reales. Potente y preciso, pero ligero y fácil de usar, Spider se ha convertido en un complemento ideal para la colección de equipos de imagen del laboratorio, junto con los microscopios profesionales, las cámaras de acción, los rastreadores GPS y otras herramientas para estudiar y documentar materiales naturales, especímenes, sistemas y procesos.Nature Lab

El Nature Lab usa Artec Spider para digitalizar su Colección de Historia Natural de más de 80 mil ejemplares (foto cortesía del Nature Lab)

En cuanto el escáner 3D estuvo a disposición de los profesores y estudiantes del Lab, se convirtió rápidamente en una de las herramientas más populares. “Es estimulante tener acceso a un equipo tan avanzado y poder usarlo con confianza”, comenta Gagliardi. “Hace que esa parte de tu proyecto sea más personal y tenga más relación contigo.”

Pasar a la fase digital

Los escaneos en 3D de especímenes de taxidermia, objetos de historia natural y materiales que los estudiantes captaban con Spider en aquella época se guardaron al principio en discos duros externos que Gagliardi y su equipo tenían a disposición únicamente de sus creadores a través de una solicitud directa. Sin embargo, todo el proceso cambió cuando llegó la pandemia. Como los estudiantes y los profesores no podían venir al Lab e interactuar con sus colecciones in situ, era necesario que hubiera una forma de acceder a esos especímenes, al menos a algunos de ellos, de forma digital. En ese momento, Benedict tuvo la idea de subir todos los escaneos 3D que ya tenían a Sketchfab, una plataforma de intercambio de modelos 3D online, y crear una biblioteca virtual de especímenes en 3D.

” Con la pandemia, era muy difícil sustituir ese tipo de aprendizaje táctil por cualquier tipo de representación digitalizada”, dice Gagliardi. “Pero bueno… esa colección digital ha sido un gran avance para los profesores que estaban tratando de digitalizar su currículum. El escaneo 3D con Artec Spider fue de gran importancia para proporcionar una comprensión tridimensional de las cosas”.

El equipo del Lab decidió que todos los modelos de la biblioteca pudieran descargarse gratuitamente, de modo que tanto los estudiantes como el personal de la facultad pudieran usar los archivos.

Modelo 3D de la concha del Nautilus hecho con Artec Spider

Disponer de réplicas exactas en 3D de diferentes especímenes y materiales también ha permitido al equipo aportar una nueva perspectiva a sus clases de biomimética:

“Uno de los temas en los que trabajamos en el taller se llama biomimetismo, es decir, utilizar la naturaleza para inspirar soluciones de diseño”, explica Bissonnette. “Tener una colección digital de diferentes formas y materiales naturales nos permite analizarlos y llevarlos a otro software donde podemos empezar a construir estructuras para modificarlas con cualquier intención de diseño.”

El nuevo enfoque también ha permitido prestar artículos que antes estaban disponibles para su uso “sólo en el laboratorio:

“En líneas generales, podemos prestar un montón de especímenes como si fueran libros de biblioteca: una caja de cristal hecha a mano con una mariposa extendida dentro, por ejemplo, ciertos tipos de conchas y todo tipo de pequeños especímenes”, explica Gagliardi. ” Hemos puesto puntos rojos en las piezas que no se pueden sacar. El escaneo 3D nos dio la posibilidad de prestarlos de alguna manera, para que la gente pudiera interactuar con ellos fuera de horario o a distancia. Esto ha cambiado totalmente el funcionamiento de este sistema de préstamo”.

Otra de las ventajas de tener un catálogo digital de modelos 3D online era la posibilidad de conectar con toda una comunidad mundial de creativos e investigadores:

“Tuvimos multitud de comentarios interesantes de personas que incorporaron nuestros escaneos 3D a sus propias obras de arte, diseños de videojuegos y otras disciplinas”, afirma Gagliardi. “También hay biólogos que nos ayudaron a identificar algunos de nuestros especímenes. Por ejemplo, lo que siempre hemos etiquetado como un cráneo de chinchilla en Sketchfab, resultó ser un cráneo de rata almizclera”.

Un flujo de trabajo poco habitual

Durante la pandemia, el proceso de escaneo también tuvo que cambiar. Con casi todo el mundo trabajando o estudiando a distancia, fue Gagliardi quien empezó a escanear diferentes especímenes por peticiones de profesores o estudiantes.

“Llevarlo a un espacio virtual era algo interesante para los estudiantes y el profesorado, pero también algo esencial para poder seguir teniendo acceso a la colección”, explica Bissonnette.

Aunque cada tipo de espécimen es único, la mayoría de los objetos del Lab se escanean siguiendo el mismo procedimiento basado en dos escaneos.

Primero se escanea el artículo una vez por la parte superior y los lados, y luego se le da la vuelta para escanear de nuevo la parte inferior y los lados. El equipo también utiliza una caja de luz plegable de ORANGEMONKIE para conseguir una textura de alta calidad y con una iluminación uniforme, y una mesa giratoria eléctrica para un escaneado uniforme y estable.

“Desde la primera vez que lo usé, quedé impresionado, sobre todo al ver el proceso que hace el software de Artec Studio”, afirma Gagliardi. “Cuando sacas el escaneo en bruto ya se parece mucho a lo que has escaneado, pero el producto final, la malla finalizada, está tan refinada en comparación con el escaneo inicial que todavía me asombra”.

Una vez completado el escaneo, el equipo procesa los datos usando el modo de Piloto Automático en Artec Studio. Una vez hecho, el modelo final se exporta directamente a Sketchfab tal cual, o en algunos casos, primero a Blender para un post-procesamiento adicional. “Los escaneos que saca Artec Studio son de muy alta calidad, así que normalmente sólo exportamos el escaneo y estamos listos para empezar”, nos cuenta Gagliardi.

Actualmente, la colección digital consta de entre 500 y 600 escaneos, de los cuales casi 400 ya están cargados y disponibles para su descarga en Sketchfab.

Planes de futuro

Con la presentación de su biblioteca virtual de especímenes escaneados en 3D, el equipo del Nature Lab ha dado acceso a algunos de los mejores artefactos naturales de la legendaria colección de Edna Lawrence, y no sólo a los estudiantes y miembros del profesorado de la Escuela de Diseño de Rhode Island, sino a escuelas e instituciones públicas que podrían no tener acceso a tales recursos. También les ha permitido conectar y colaborar con otras universidades y museos que utilizan asimismo los escáneres de Artec, fotogrametría y otros métodos de digitalización.

“Sigo recibiendo comentarios, mensajes de agradecimiento y consultas de profesionales y no profesionales del mundo del arte y la ciencia, de la RISD”, afirma Gagliardi. “Recientemente, un director de proyectos de uno de los mayores proveedores de servicios técnicos para museos del mundo se puso en contacto conmigo para ver si podían usar nuestro modelo de tortuga pintada para un proyecto de fundición. Estoy sorprendido por el amplio alcance y la variedad de conexiones que nos brinda esta plataforma y este exclusivo recurso.”

Ahora volvemos a la formación de los alumnos para que creen sus propios modelos 3D con el Artec Spider, la colección virtual sigue siendo de gran valor para estudiantes, profesores y otros usuarios. Todavía hay cursos a distancia en la RISD que usan mucho la colección digital como herramienta de aprendizaje, y ésta ha sido también un valioso activo ya que la escuela expande los programas de Educación Continua a través de plataformas digitales.

“Tenemos previsto seguir desarrollando nuestros recursos digitales a distancia”, afirma Gagliardi. “La pandemia nos ha enseñado mucho sobre lo valiosos que son. Sin Artec Spider habríamos tenido un año muy diferente en cuanto a nuestro éxito a distancia.”

Usando el escaneo 3D para hacer copias de huesos oraculares de 3000 años de antigüedad

Producto: Space Spider
Industria: Diseño y Arte

3D scanning Chinese oracle bones

Parque del Yinxu National Archaeological Site (Foto: 163.com)

Los huesos oraculares de Yinxu

Las inscripciones de huesos oraculares son los primeros caracteres sistemáticos registrados en China y Asia Oriental, con una antigüedad de más de 3.000 años. Los huesos de oráculo se descubrieron en su mayoría en la zona de la aldea de Xiaotun, en Anyang, provincia de Henan. Históricamente llamada Yin, Anyang fue la capital de la última dinastía Shang. Las inscripciones de los huesos oraculares normalmente están grabadas en caparazones de tortuga o huesos de animales, y la mayor parte de su contenido está relacionado con las familias reales Yin y Shang.

En la actualidad, la investigación de estos huesos se ha convertido en un tema de gran interés en todo el mundo. Actualmente, se han desenterrado más de 150.000 huesos oraculares, se han identificado unos 2.500 símbolos y unos 2.000 aún no se han descifrado. Hay más de 500 especialistas chinos y extranjeros que se dedican a las inscripciones de huesos oraculares, con más de 3.000 monografías y artículos publicados. El estudio de estos caracteres ha impulsado también el desarrollo de distintas disciplinas, como la lingüística, la historia, la etnología, la astronomía, la meteorología, la agricultura, la medicina, la geografía histórica y la arqueología.

El 26 de diciembre de 2017, estos huesos oraculares fueron inscritos con éxito en el Registro de la Memoria del Mundo de la UNESCO, un compendio del patrimonio documental mundial.3D scanning Chinese oracle bones

Cincelando un hueso de oráculo (Cortesía del documental de CCTV ” The Dynasty of Oracle Bones“)

El antiguo método del frotamiento de inscripciones

Desde que el epigrafista Wang Yirong descubrió las inscripciones en huesos oraculares durante el periodo Guangxu de la dinastía Qing, los investigadores y apasionados de estas inscripciones se enfrentan a un reto crucial: cómo transcribir, difundir y compartir la información textual de los huesos oraculares sin poner en riesgo estos objetos.

La principal técnica tradicional utilizada en el ámbito académico es el método del frotamiento, una antigua técnica tradicional utilizada en China. Antes del nacimiento de la tecnología moderna, el frotamiento permitía conservar al máximo el aspecto y los detalles originales del objeto. Además, con el frotamiento repetido se obtienen múltiples calcos idénticos, lo que es comparable a la impresión. La habilidad para hacer frotamientos es esencial para los investigadores de oráculos.3D scanning Chinese oracle bones

Haciendo un frotamiento (Cortesía del documental de CCTV “The Dynasty of Oracle Bones”)

Para hacer los calcos, hay que aplicar el material de papel empapado sobre los huesos del oráculo y presionar ligeramente con un pincel para empujar el papel hacia los grabados. Cuando el papel está casi seco, se aplica la tinta uniformemente. A continuación, se despega el papel para formar un calco en blanco y negro.

Aunque el frotamiento es la técnica de transcripción más extendida en el mundo científico, tiene muchas limitaciones. Por ejemplo, hay que tocar el hueso del oráculo mientras se hace el frotamiento, lo que puede dañar el objeto. Además, los resultados del frotamiento final están influidos por las condiciones de temperatura y humedad, así como por el nivel de habilidad del que lo hace.

Presentando el escaneo 3D

El Dr. Li Zongkun es profesor de cátedra y supervisor de doctorado en Humanidades en la Universidad de Pekín, que cuenta con una colección de más de 4.000 huesos oraculares. El Dr. Li, que se dedica a la investigación y a impartir clases sobre huesos oraculares y paleografía, transmite a sus alumnos la técnica del frotamiento utilizando su amplia experiencia práctica. Sin embargo, esta técnica tiene algunas limitaciones prácticas y además precisa del contacto físico con los huesos.

Cuando conoció la tecnología 3D decidió adentrarse un poco más en ese mundo para ver si se podía aplicar a su trabajo con huesos oraculares.3D scanning Chinese oracle bones

Universidad de Pekín

Para poner a prueba la idea, el Dr. Li pidió a un especialista en escaneo 3D, del distribuidor de confianza de Artec 3D ASAHI-3D que escaneara un hueso oracular de la colección de la universidad usando Artec Space Spider. Como socio de Artec en China, ASAHI-3D ha trabajado estrechamente con la Universidad de Pekín y les ha aportado diversas soluciones de escaneo 3D.3D scanning Chinese oracle bones

Para escanear: un hueso con inscripción usado para la predicción. (Foto: Universidad de Pekín)

El objeto seleccionado para el escaneo era un hueso con una inscripción que se utilizaba para la predicción (31,1 cm de largo y 16,1 cm de ancho). El hueso forma parte de una valiosa colección de la Escuela de Arqueología y Literatura de la Universidad de Pekín, que data de finales de la dinastía Shang (hace más de 3.000 años).

Hay 45 caracteres en el anverso y un carácter que casi ha desaparecido en el reverso, lo que representa las inscripciones de huesos de oráculo de la dinastía Shang. Este hueso también se puede unir a otro pequeño hueso (Colección de Huesos de Oráculo, n.º 11574) que se encuentra actualmente en la Biblioteca Nacional. Las dos inscripciones predictivas del hueso están relacionadas con la guerra.3D scanning Chinese oracle bones

Dr. Li and a specialist from ASAHI-3D (Courtesy of the CCTV documentary “the Dynasty of Oracle Bones”)

ASAHI-3D eligió Artec Space Spider para capturar los dos lados del hueso oracular. Jiao Chunliang, director Técnico de ASAHI-3D, dice: “El Space Spider de Artec es un impresionante escáner 3D que ha desempeñado un papel esencial en muchos proyectos de escaneo. Es posible hacer capturas precisas incluso sin necesidad de marcadores o preparación previa, haciendo posible tener una réplica digital realista. El contacto cero garantiza la integridad de estas reliquias culturales. Desde un jarrón de principios de la dinastía Qing hasta los Guerreros de Terracota, pasando por muchos procesos de ingeniería inversa, que son sencillos gracias a este escáner 3D. Con Space Spider obtenemos modelos espectaculares”.3D scanning Chinese oracle bones

Artec Space Spider escaneando el hueso oracular (Cortesía del documental de CCTV ” the Dynasty of Oracle Bones”)

Un proceso mejorado

Space Spider empieza a capturar datos en un clic, sin necesidad de usar ningún marcador. El técnico sólo tiene que apuntar con el escáner al hueso desde una distancia de 20-30 cm. Mientras mueve el escáner alrededor del hueso, a través de la pantalla del ordenador se visualizan en tiempo real los datos 3D capturados de la superficie.

Una vez que se ha escaneado la parte delantera del hueso, se le da la vuelta y se escanea con el mismo proceso. La sesión de escaneo sólo tarda unos minutos.3D scanning Chinese oracle bones

Captura de pantalla de Artec Studio mostrando el escaneo del hueso oracular (Cortesía del documental de CCTV ” the Dynasty of Oracle Bones“)

Los datos de escaneo se procesan en Artec Studio. Así, después de eliminar los datos anómalos, se alinean los escaneos frontal y posterior del hueso para crear un modelo completo. A continuación, se ejecutan los algoritmos de registro global y de fusión para crear un modelo de malla final.

El hueso del oráculo tiene una gran cantidad de detalles en su superficie, lo que puede suponer un reto en cuanto a la reproducción de texturas. Sin embargo, la función de textura fotorrealista de Artec Studio satisface plenamente los requisitos del cliente y, sin necesidad de ningún otro software, los colores originales se replicaron usando texturas de alta resolución obtenidas con diversos equipos de fotogrametría (como cámaras DSLR). El resultado es un modelo completo y realista del hueso oracular, apto para investigación y otras aplicaciones.3D scanning Chinese oracle bones

Un primer plano del modelo de color

Tras procesar los escaneos en Artec Studio, el modelo 3D se puede exportar a un software de terceros, como Geomagic o ZBrush, para un tratamiento adicional. Después del proceso de escaneo, el especialista en escaneo pudo presentar información completa sobre el hueso oracular con el frotamiento digital de los datos del escaneo.

Este sistema de captura de datos distinto al del pasado, como es el de la frotación digital en 3D del oráculo, conseguimos nuevas y muchas posibilidades para el almacenamiento digital y la exposición museística.3D scanning Chinese oracle bones

Una frotación digital (izquierda), frente a los datos de escaneo de Artec Space Spider

El trabajo con Space Spider no requiere de ningún tipo de spray o blanco marcador para capturar los huesos oraculares, así que no hay riesgo alguno para estos artefactos de valor incalculable. El proceso total de escaneo tarda sólo unos minutos, y los datos de gran calidad de Space Spider junto con los eficientes algoritmos de Artec Studio garantizan un tamaño de archivo relativamente pequeño, lo que reduce aún más el tiempo de procesamiento del escaneo. Como resultado tenemos modelos 3D a color de alta resolución generados rápida y fácilmente.

Incontables posibilidades

Respecto al uso del escaneo 3D para la conservación del patrimonio, el cliente dijo: “La tecnología de escaneo 3D es capaz de satisfacer la creciente demanda de digitalización de reliquias culturales. Ha demostrado ser una herramienta eficaz para archivar y restaurar patrimonio valioso, y ha impulsado nuevas ideas y enfoques. Es una innovación que va a ayudar mucho”.

Jiao Chunliang, de ASAHI-3D, añade: “Es un honor para nosotros formar parte del proceso de escaneo de huesos oraculares. Se trata de una nueva forma de registrar la historia y tiene gran importancia para la conservación del patrimonio y el archivo digital. Esperamos que, desde el punto de vista técnico, todo el proceso sea un éxito y que los clientes estén satisfechos. En cuanto hayamos capturado todos los datos, es posible que podamos mostrar los modelos 3D de los huesos en un entorno virtual, o incluso de realidad aumentada, poniendo al alcance de los estudiantes de todo el país su herencia cultural”.

Cómo el escaneo 3D ayudó a revelar el rostro de 3500 años del Guerrero del Grifo.

Producto: Artec Spider
Industria: Médica y Forense

Su cuerpo descansó durante treinta y cinco siglos en una tumba debajo de un olivar a pocos pasos del Palacio de Nestor en el sur de Grecia. A su alrededor habían más de 2000 objetos que se remontaban a la Edad de Bronce, incluyendo copas de oro, anillos y collares , cientos de gemas preciosas, una espada ornamentada y la impresionante e intrincadamente tallada Ágata del Combate de Pilos.Griffin Warrior

Una daga con empuñadura de oro que originalmente había estado descansando sobre el pecho del Guerrero del Grifo. Imagen cortesía de Excavaciones del Palacio de Néstor, Departamento de Clásicos, Universidad de Cincinnati.

Se le da el nombre de «Guerrero del Grifo» después de que se encontrara con él una placa de marfil con el grabado de un grifo, la verdadera identidad de este antiguo noble micénico sigue siendo un misterio.Griffin Warrior

Doctora Sharon Stocker durante la excavación de la tumba del Guerrero del Grifo. Imagen cortesía de Excavaciones del Palacio de Néstor, Departamento de Clásicos. Universidad de Cincinnati.

Pero mientras los arqueólogos de la Universidad de Cincinnati Jack Davis y Sharon Stocker, excavaron su tumba durante seis meses, tan pronto descubrieron el esqueleto casi intacto del Guerrero del Grifo, recurrieron a la ciencia de la aproximación facial forense para ver qué aspecto tenía en la vida real.Griffin Warrior

Plano de la excavación de la tumba del Guerrero del Grifo. Imagen cortesía de Excavaciones del Palacio de Néstor, Deparmento de Clásicos, Universidad de Cincinnati.

La profesora Lynne Schepartz, antropóloga biológica, y el Dr. Tobias Houlton, antropólogo facial, colaboraron en este complejo proceso de varias etapas. Schepartz dirigió la excavación de los fragmentos del cráneo, y Houlton se centró en la reconstrucción del cráneo y la predicción del rostro del Guerrero del Grifo.

Como coordinador del curso y profesor del programa de Maestría en Arte Forense e Imagen Facial de la Universidad de Dundee, Escocia, así como artista forense y experto en su campo, Houlton ha trabajado con la Interpol y numerosos organismos policiales del Reino Unido y Sudáfrica en diversos casos que requerían una aproximación facial para la identificación de víctimas.

Su trabajo ha sido reconocido por la revista National Geographic, el Smithsonian Channel y la BBC Radio 4, entre otros.

Eligiendo el escáner 3D adecuado para la tarea

Cuando llegó el momento de viajar a Grecia para comenzar la excavación y reconstrucción del Guerrero del Grifo, Houlton llevó consigo un Artec Spider.Griffin Warrior

Escaneos del Artec Spider del cráneo del Guerrero del Grifo in situ. Imagen cortesía del Dr. Tobias Houlton

Como escáner 3D de primera elección entre los especialistas e investigadores forenses de todo el mundo, el Spider es reconocido por su capacidad para capturar de forma no-destructiva objetos de todas las formas y complejidades, con grados de precisión submilimétrica, incluso aquellos con características que suponen un reto, como suturas craneales, fragmentos óseos muy finos, etc.

En palabras de Houlton, «sabía que el Spider se adaptaría perfectamente a mi flujo de trabajo. En lugar de tener que ajustar todo para satisfacer las necesidades de la tecnología, que es lo que ocurre con muchas soluciones, Spider me acompañó en cada paso».Griffin Warrior

El cráneo del Guerrero del Grifo reconstruido digitalmente en el software Artec Studio, imagen cortesía del Dr. Tobias Houlton.

«Antes de levantar un fragmento craneal del sedimento, escaneaba esa capa, con el fin de preservar la ubicación y orientación exacta de cada fragmento dentro del sedimento».

Continuó: «luego volvía a escanear cada pieza, justo después de excavarla, y también pegaba temporalmente grupos de fragmentos y los escaneaba. De este modo, cuando llegaba el momento de reconstruir digitalmente el cráneo, los escaneos de Spider proporcionaban gemelos digitales precisos de estos fragmentos de cráneo, sin olvidar los escaneos originales in situ, que desde el punto de vista arqueológico son indispensables».

Escaneo de tomografía computarizada a través del suelo antiguo

Pero antes de que eso pudiera llevarse a cabo, el bloque de sedimento que contenía los restos del Guerrero del Grifo fue extraído del yacimiento y llevado al laboratorio. Allí se utilizó un escáner CT (tomografía computarizada), para intentar distinguir cualquier elemento esquelético de los demás objetos que lo rodeaban.

Desafortunadamente, la tomografía computarizada no fue capaz de diferenciar el hueso de los demás objetos del sedimento, pero al menos proporcionó un mapa de la ubicación de los objetos, que más tarde resultó útil al extraer los restos óseos del Guerrero del Grifo.

Los escaneos de Houlton se hicieron directamente con el software Artec Studio, y cada escaneo tomó alrededor de un minuto o menos para la captura completa de fragmentos craneales individuales y capas de sedimento.

Después de esto, los escaneos fueron procesados en modelos 3D, y lo que es más, debido a que Geomagic Freeform no era accesible para Houlton en ese momento, volvió a ensamblar completamente el cráneo del Guerrero del Grifo en Artec Studio.

De acuerdo con Houlton, «las herramientas de alineación de Artec Studio me facilitaron seleccionar fragmentos específicos, moverlos y alinearlos adecuadamente en relación con todas las demás piezas. No me tomó mucho tiempo volver a ensamblar todo y finalmente obtener una versión reconstruida digitalmente del cráneo del Guerrero del Grifo».

Cuando el vaciado tradicional es muy riesgoso, el «vaciado digital» en 3D está listo para ayudar

Reflexionando sobre los métodos tradicionales de vaciado para documentar los restos óseos, Houlton dijo: «En el caso del Guerrero del Grifo, muchos de los fragmentos de cráneo eran tan frágiles que no hubiéramos podido vaciarlos con seguridad».

Añadió: «Sin embargo, Artec Spider “vació digitalmente” cada uno de ellos en cuestión de segundos, y ahora tenemos copias 3D protegidas de los mismos, sin dañar ni suponer ningún peligro para los objetos originales».

Una vez en la oficina, Houlton exportó el gemelo digital del cráneo del Guerrero del Grifo de Artec Studio a Geomagic Freeform, para la aproximación facial real.

Freeform: primera opción para la reconstrucción digital del cráneo y aproximación facial

Con la capacidad del software de poner al reconstructor en contacto cinestésico directo con el objeto 3D a través de una interfaz de lápiz háptico, Freeform es una herramienta ideal para cualquier persona que realice el trabajo, desde un estudiante hasta el profesional consumado.Griffin Warrior

Captura de pantalla de Geomagic Freeform mostrando el cráneo del Guerrero del Grifo listo para la aproximación facial. Imagen por cortesía del Dr. Tobias Houlton.

A diferencia de las aproximaciones faciales de arcilla tradicionales, Freeform permite compartir la aproximación completa con agencias o artistas digitales cercanos y lejanos, en segundos desde el momento de su finalización.

Más importante aún es la garantía de que con las aproximaciones digitales, a diferencia de la arcilla, no hay peligro de que el original se dañe o se pierda.

Ampliando esto, Houlton dijo: «Ahora, una vez hayamos terminado con una aproximación en Freeform, si el cráneo original se pierde o se destruye alguna vez, y si hay alguna duda sobre la exactitud de la cara predicha, todo lo que se necesita es remitirse a los escaneos del cráneo del Spider».Griffin Warrior

Captura de pantalla de Geomagic Freeform mostrando la aproximación facial del Guerrero del Grifo en desarrollo. Imagen por cortesía del Dr. Tobias Houlton.

«En cuestión de segundos, podrás verificar, sin siquiera un atisbo de duda, la exactitud de la reconstrucción del cráneo. Porque cuando se miran los escaneos de Spider, es lo más parecido a mirar el cráneo real», dijo.

Houlton comparte con sus estudiantes de la Universidad de Dundee toda su gama de consejos y trucos sobre el flujo de trabajo con Freeform.

Así, tanto si se encuentran trabajando como profesionales de la aproximación facial en cooperación con la policía o las agencias de inteligencia, o como especialistas en CGI inmersos en el mundo del cine, la televisión o los videojuegos, tendrán toda la base que necesitan para transformar los escaneos de Artec 3D en aproximaciones faciales asombrosamente reales.

Reconstruyendo el rostro del Guerrero del Grifo en Freeform

Dado que faltaban varios de los huesos faciales más delgados del Guerrero del Grifo, específicamente los que rodeaban la nariz, ya que se habían desintegrado con el paso del tiempo debido a las condiciones ácidas del suelo en el lugar de la tumba, Houlton confió en su propio enfoque para rellenar los espacios con precisión

Creó una plantilla facial promedio a partir de las imágenes de 50 rostros de hombres griegos modernos de edad y complexión similares, y luego las reunió en Abrosoft FantaMorph. Los promedios faciales identifican tendencias consistentes en los patrones faciales, lo que apoyó a Houlton con la aproximación restante cuando no se pueden determinar los detalles individuales.Griffin Warrior

En Geomagic Freeform – utilizando los marcadores de profundidad del tejido para ayudar a construir la cara del Guerrero del Grifo. Imagen por cortesía del Dr. Tobias Houlton.

Durante la aproximación, Houlton insertó primero los ojos, luego todos los marcadores de profundidad del tejido (hasta 36), seguidos de los músculos y la capa de piel. La capacidad de Freeform de permitir a los usuarios organizar y etiquetar todas estas características como objetos independientes y almacenarlas en sus propias carpetas es muy útil durante la aproximación facial.

El rostro del Guerrero del Grifo renacido: desde el cráneo reconstruido digitalmente hasta la aproximación facial final. Vídeo por cortesía del Dr. Tobias Houlton.

Además, la capacidad del software de «ver a través» del modelo y por debajo de la piel, asegurando que los rasgos blandos y duros se relacionan entre sí, le ahorra al profesional digital lo que los modeladores manuales deben soportar regularmente: cortar físicamente en la arcilla/cera de modelado para comprobar con el molde subyacente del cráneo.

Por qué la fotografía 2D nunca debería ser la primera opción

Cuando se le pidió comparar el trabajo a partir de fotografías en 2D frente a escaneos en 3D para la aproximación facial, Houlton comentó: «Las fotos en 2D deberían ser el último recurso. Por poner un ejemplo de por qué no son aconsejables, es muy difícil calibrar la profundidad de las fosas alrededor de la zona de los caninos, que en parte indica la forma de los pliegues nasolabiales».

Continuó: «En general, cuando se trata de precisión y realismo vívido, el escaneo 3D permite lograr resultados fantásticos en comparación con lo que se puede hacer con fotos en 2D».

De hecho, la amplitud de los datos precisos sobre la superficie que proporcionan las exploraciones de Spider es más que suficiente para realizar reconstrucciones directamente a partir de las exploraciones, sin tener el cráneo original presente como modelo de referencia.Griffin Warrior

El Dr. Tobias Houlton escaneando un fragmento craneal con Artec Space Spider en la Universidad de Dundee. Imagen por cortesía del Dr. Tobias Houlton.

Houlton ha hecho esto en múltiples proyectos internacionales a lo largo de los años. «Disponer de escaneos 3D de este grado de precisión permite asumir trabajos de aproximación facial sin tener que salir de nuestras oficinas».

Cuando surja la necesidad del modelo físico de una aproximación, ya sea para fines de investigación, legales o de otro tipo, es un paso sencillo exportar la aproximación digital para su impresión en 3D.

En la práctica, esto puede significar el terminar una aproximación facial, compartir el modelo 3D con el cliente, quien lo recibe segundos después, incluso en el otro lado del mundo. Entonces comienzan a revisarlo en la pantalla mientras imprimen en 3D un modelo físico, listo para su uso apenas unas horas después.

Escaneo 3D e impresión 3D en la enseñanza de anatomía humana

En las instalaciones de Digital Making de la Universidad de Dundee, con su colección de 28 escáneres 3D diferentes, Houlton y sus estudiantes han estado imprimiendo en 3D sus escaneos de Spider, junto con los escaneos de los otros escáneres de Artec de Dundee: Eva y Space Spider.

El sucesor del Spider, Space Spider, cuenta con toda la potencia de su predecesor, además de una potente estabilización de la temperatura y una electrónica de alto nivel.Griffin Warrior

El Space Spider de Artec.

El Programa de maestría en Arte Forense e Imágenes Faciales de Dundee adoptó los escáneres de Artec como parte de su plan de estudios hace años, después de ser presentado por Patrick Thorn, Gold Partner de Artec 3D.

Thorn, especialista con gran experiencia en escaneo 3D para educación, patrimonio cultural, medicina forense, sanidad y otros ámbitos, se esfuerza por comprender las necesidades de sus clientes para ayudarles a integrar las mejores soluciones posibles. También imparte talleres para sus clientes en numerosos lugares del Reino Unido, desde el extremo de Cornualles hasta el norte de Escocia.

Modelos de huesos y cráneos realistas impresos en 3D en el aula

Houlton comentó lo esencial que ha sido la impresión 3D para la enseñanza de la anatomía humana en Dundee, diciendo: «Trabajamos regularmente con impresiones 3D de cráneos y otros huesos, ya que el manejo físico de estos modelos es inmensamente conducente al proceso de aprendizaje. Y esta es otra área en la que nuestros escáneres de Artec han probado ser útiles».

Continuó: «Por ejemplo, si tomamos una anatomía craneal impresa en 3D a partir de escaneos del Spider y la comparamos con una impresión en 3D de la misma pieza del cráneo, pero realizada con escaneos de otros escáneres 3D que hemos probado, se puede observar una enorme diferencia en términos de detalle, precisión y realismo».

Como se explicó en un caso de estudio anterior, la Universidad de Dundee sigue ampliando su trabajo con el escaneo e impresión 3D con cada semestre que pasa.

Para cuando se gradúen los estudiantes de medicina y arte forense de allí, serán totalmente capaces de tomar un escáner 3D de Artec, capturar cualquiera de los 206 huesos del cuerpo humano en minutos, y luego transformar esos escaneos en modelos 3D realistas listos para AR, VR, impresión 3D o aproximación facial en Freeform.

Descomposición facial, documentación de fosas comunes y más allá

El último proyecto de Houlton le llevará a Sudáfrica con la Universidad de Witwatersrand. Allí trabajará con un estudiante de doctorado y un equipo académico en un proyecto dedicado a investigar los efectos de la descomposición en los rostros humanos, identificando el grado de cambios que se producen post mortem, para entender lo que esto significa para el reconocimiento facial.

Siguiendo esto, Houlton espera embarcarse en un proyecto arqueológico con el Centro de Investigación de Orkney para Arqueología, trabajando tanto a nivel local como en varios países/regiones de África, dedicándose a la documentación de fosas comunes.

Car SOS restaura uno de los clásicos británicos más vendidos gracias a Artec Space Spider

Producto: Artec 3D Space Spider
Industria: Automotriz y Transporte

Los presentadores de Car SOS TV (a la izquierda y en el centro) y el afortunado propietario del restaurado Ford Cortina Mark III tras la presentación

Conociendo a Bobby

Cuando Bobby Singh, historiador y escritor sij de 54 años, compró su Ford Cortina Mark III XL en 1999, no pensaba que tardaría mucho en volver a salir a la carretera con este coche clásico británico de los años 70.

Pero sus planes se interrumpieron en 2002, cuando Bobby, que entonces tenía treinta y tantos años, sufrió un derrame cerebral. Poco después, en 2008, el negocio familiar se hundió y a Bobby se le diagnosticó una enfermedad cardíaca. A lo largo de esta demoledora cadena de acontecimientos, la familia de Bobby lo perdió todo. Más tarde, en 2018, llegaron más malas noticias: los médicos le descubrieron un tumor benigno en el cerebro.

Durante más de 20 años, su Mark III estuvo guardado en el garaje de la casa familiar en Syston, una localidad de East Midlands (Inglaterra). El coche, que en su día fue excepcional, había sufrido visiblemente el paso del tiempo y se había llenado de corrosión, podredumbre y polvo.

La llamada a Car SOS

Hasta que un día, su mujer Harvinder y su hijo Aman decidieron resucitar el viejo sueño automovilístico de Bobby. ¿Y qué hace la gente en el Reino Unido cuando necesita rescatar el clásico de su amigo o familiar? Así es: llaman a Car SOS, un programa de televisión británico de coches que se emite en National Geographic y que muestra restauraciones de coches clásicos realizadas en secreto para propietarios con problemas. El programa está dirigido por dos presentadores, el loco por los coches Tim Shaw y el maestro de la mecánica Fuzz Townshend, que junto con su equipo de técnicos de automoción devuelven a la vida viejos clásicos.

Conmovidos por la historia que compartían Harvinder y Aman, Tim y Fuzz acudieron a ayudar de inmediato. No tardaron en reunirse con Harvinder y Aman, y en recoger el Mark III de Bobby para restaurarlo a fondo, con la intención de darle a Bobby el impulso que tanto necesitaba.

Los presentadores de Car SOS conocen a la familia de Bobby y al coche. (Foto: National Geographic)

Aunque a primera vista el coche parecía estar en un estado bastante decente, el equipo del mítico taller Car SOS de Birmingham llevó a cabo una revisión exhaustiva seguida de su desmontaje, lo que desveló que el Ford Cortina de Bobby necesitaba una considerable puesta a punto.

Por ejemplo, casi todo el tren delantero estaba oxidado y cubierto de podredumbre, el motor Kent Crossflow de 1.600 cc estaba totalmente desgastado, por lo que requería un nuevo juego de juntas y una revisión, y los ejes traseros, que se sabía que eran propensos al desgaste, exigían una inspección completa y un reacondicionamiento.

También faltaban algunas piezas, como la consola central, Tim se encargó de buscar todas las piezas del programa y le enviaron a encontrarlas. La búsqueda de piezas y componentes para coches clásicos siempre ha sido un reto (¡no sólo para estos técnicos!), y esta vez, el presentador no tuvo suerte al intentar encontrar la pieza que faltaba. Sin embargo, consiguió que le prestaran una durante unos días, para poder usarla como modelo de referencia para diseñar la nueva consola. Pero, dado el ajustado calendario del programa, necesitaban una solución, y rápida. Esa solución era, por supuesto, el escaneo 3D y la impresión 3D.

Escaneo 3D en Central Scanning, Ltd.

Para crear una réplica en 3D de la consola del Cortina que fuera extremadamente precisa, Tim se puso en contacto con Central Scanning, un embajador de Artec en el Reino Unido. Con sede en Birmingham, Central Scanning ha sido uno de los principales proveedores de productos y servicios de escaneo 3D en el Reino Unido desde 2006, cubriendo un amplio espectro de aplicaciones, desde la industria aeroespacial hasta la ingeniería, así como la medicina y el arte. Como expertos en escaneo 3D, los ingenieros de Central Scanning han realizado innumerables proyectos con la ayuda de los escáneres 3D de Artec, y ésta no iba a ser una excepción.

“En Central Scanning somos muchos los amantes de los coches, y yo mismo tengo algunos coches clásicos”, afirma Nick Godfrey, director general de Central Scanning. A Nick y a su equipo siempre les ha gustado el programa, sobre todo porque todos los miembros del equipo de Car SOS viven en Birmingham.

“La idea de que un día Central Scanning pueda aparecer en la televisión siempre nos había gustado, y por eso, cuando empezamos a hablar de este tema, quisimos ayudarles en todo lo posible”.

Tim Shaw de Car SOS y el equipo de Central Scanning (Foto: Central Scanning)

Tras haber escaneado anteriormente desde coches enteros hasta piezas de chasis, motores, interiores y suspensiones de coches clásicos, el equipo estaba preparado para el reto. Tom White, el ingeniero de aplicaciones de Central Scanning en ese momento, se reunió con Tim en su taller poco después de que el Ford se hubiera trasladado de forma segura y secreta a las instalaciones de Car SOS. Después de revisar la consola, Tom llegó a la conclusión de que Artec Space Spider sería el escáner 3D idóneo para el trabajo.

Desarrollado para su uso en la Estación Espacial Internacional, el Artec Space Spider es conocido por su facilidad para capturar formas complejas y detalles finos con una precisión metrológica de hasta 0,05 mm y una resolución altísima de hasta 0,1 mm. Por ello, muchos ingenieros, y en particular los mecánicos de vehículos, utilizan el escáner para ingeniería inversa, así como la inspección de calidad de piezas y partes de automóviles.

Aunque esta consola no era especialmente grande, presentaba un acabado negro brillante difícil de escanear: un tipo de superficie muy difícil de escanear en 3D. Para ayudar en el proceso, el objeto se cubrió con un spray mate antes del escaneo. En este caso, Tom utilizó el aerosol mate AESUB Blue, que desaparece de la superficie después del escaneo.

El objetivo era crear un modelo real para imprimirlo en 3D. En una hora, la pieza estaba preparada para el escaneo, se habían capturado todos los datos y se procesó en primero como una malla y luego como un modelo CAD en Artec Studio con algunos retoques en Autodesk Fusion 360. Después de prepararlo en GrabCAD Print, se envió el archivo STL final para su impresión en 3D, lo que llevó otras 8 horas para construir una copia exacta de la consola, capa por capa.

En cuanto a las razones por las que se eligió el escaneo 3D como procedimiento para la ingeniería inversa de la consola que faltaba, Nick afirma: “El escaneo nos proporcionó una solución rápida para poder obtener datos precisos sin afectar a la pieza original, ya que Tim había tomado prestada la pieza de otro coche”.

Aunque una alternativa podría haber sido sacar un molde de la pieza y hacer una pieza de fibra de vidrio, esta opción habría llevado más tiempo y habría sido mucho más cara.

Era necesario crear una réplica exacta para que el coche estuviera a punto para salir a la carretera. (Foto: National Geographic)

Así, la pieza que faltaba se recreó completamente, con una precisión de menos de un milímetro, y Tim pudo volver al taller con una consola recién impresa en 3D.

¡Que empiece la restauración!

Sin embargo, aún era demasiado pronto para colocar la nueva pieza en el interior del Ford Cortina, ya que esto era sólo el principio de lo que acabó siendo un cambio de imagen en toda regla. Mientras Tim buscaba esta pieza tan rara, Fuzz descubrió toda una serie de problemas mecánicos mientras examinaba el motor crossflow y su funcionamiento interno.

El motor estaba totalmente desgastado y necesitaba una revisión completa, y la carrocería tampoco tenía muy buen aspecto. Después de la limpieza con chorro de arena del Cortina (un proceso que consiste en eliminar la pintura o el óxido de la carrocería o el bastidor del coche), se descubrieron más problemas: toda la carrocería del coche de época estaba cubierta de agujeros y parches desde la parte delantera hasta la trasera.

Restaurando el coche para devolverle su suavidad original con chorro de arena (Foto: National Geographic)

El equipo de carroceros de Car SOS se puso a trabajar directamente, soldando y puliendo para eliminar esos agujeros y dejar la superficie de la carrocería tan lisa como antes. Luego, la carrocería pasó directamente a la cabina de pintura para recibir una capa de esa pintura color mandarina de los años 70. Entonces, llegó el momento de comenzar el trabajo mecánico: instalar el nuevo juego de juntas en el eje trasero y reponer aceite nuevo, reparar los discos de fricción del embrague, y muchísimas cosas más.

Después se reinstalaron todas las piezas interiores y exteriores nuevas y restauradas en la carrocería recién pintada, incluida la consola central previamente escaneada e impresa en 3D.

Cuando se encajaron todas las piezas, llegó el momento de que Tim y Fuzz pusieran en marcha el motor y devolvieran a Bobby el Ford Cortina Mark III totalmente restaurado.

Proceso de fabricación mejorado con el escáner 3D de Artec y el software Geomagic Control X

Producto: Control X, Artec 3D Space Spider
Industria: Fundición

A medida que evolucionan las nuevas tecnologías de producción, surgen nuevos desafíos técnicos para fabricar la mejor pieza posible. A menudo, un fabricante por contrato tiene que ajustar significativamente el nuevo proceso la primera vez que intenta la producción para comprender elementos como la contracción, el acabado de la superficie y la repetibilidad. La fabricación aditiva (FA) no es una excepción y, sin embargo, las herramientas para rastrear estos elementos para esta metodología de producción se han quedado atrás. Eso ahora está cambiando.

La mayoría de los productos manufacturados siguen un proceso común a lo largo de su ciclo de vida hasta la producción. Diseñar, fabricar, inspeccionar es una forma generalizada de considerar el proceso, las etapas y las responsabilidades, cada una de las cuales es clave para producir piezas de alta calidad. Según la complejidad y la naturaleza de la pieza que se fabrica, el flujo de trabajo real puede tener muchos bucles de ajuste y retroalimentación.

Flujo de trabajo de fabricación

El siguiente ejemplo de flujo de trabajo demuestra cómo el escáner 3D Space Spider de Artec y el software Geomagic Control X juntos proporcionaron una captura y análisis total de formas en patrones de fundición de cera impresos en 3D y piezas fundidas en todas las etapas del proceso de diseño, prueba y fabricación.

Infografía de flujo de trabajo de diseño, creación de patrones, fundición y control de calidad para el software de inspección Geomagic Control X y el escáner Artec 3D Space Spider
Software de escaneo Artec Studio
Software de escaneo Artec Studio

El Artec 3D Space Spider es un escáner 3D portátil de ultra alta resolución que se destaca en la captura precisa de objetos pequeños y detalles complejos para la inspección dimensional.

Con la operación plug-and-play, Space Spider escanea objetos fácilmente, sin una preparación complicada y una amplia capacitación del usuario, lo que permite a los clientes digitalizar piezas en cualquier lugar. Los algoritmos sin objetivos patentados de Artec 3D permiten que el escáner rastree el objeto solo por su forma y color, sin necesidad de aplicar objetivos al objeto.

Geomagic Control X de 3D Systems es un software de metrología industrial que permite el análisis de causa raíz (RCA) y la corrección para la fabricación. Como software nativo de escaneo 3D, Geomagic Control X es una solución ideal para metrología con dispositivos de medición portátiles. Con Geomagic Control X, más personas en su organización pueden medir más rápido, con mayor frecuencia y de manera más completa, desde cualquier lugar.

La solución total proporciona una visión única de la producción exitosa en un proceso de fabricación complejo. ¿El resultado? Calidad, precisión y repetibilidad generales de la pieza final muy mejoradas.

Diseño

Para este ejemplo de flujo de trabajo, replicamos un proyecto real de un cliente, pero generalizamos los detalles. En este caso, el cliente estaba desarrollando un vehículo ligero especializado de conducción autónoma. Para acelerar el tiempo de comercialización, seleccionaron y combinaron una variedad de componentes y sistemas de vehículos que se encuentran actualmente en el mercado para completar un prototipo funcional. En este proceso, encontraron que un muñón de dirección específico (uno por cada uno) era valioso para el proyecto y necesitaban digitalizar y capturar el diseño para poder modificarlo y fabricarlo en un material liviano.

Para comenzar a trabajar, escanearon en 3D y realizaron ingeniería inversa de la fundición original. Utilizaron el escáner 3D Space Spider de Artec para una digitalización rápida y luego modelaron la pieza de manera rápida y precisa en Geomagic Design X con un enfoque único de modelado híbrido. Por lo general, los clientes seguirán un método de modelado según construcción (muy preciso) o según la intención del diseño (basado en dimensiones). Un enfoque de modelado híbrido consiste en combinar ambos conceptos para ofrecer un resultado de modelo sólido CAD que tiene tanto características dimensionadas como superficies NURB de alta precisión. Con esta estrategia, completaron el modelo en menos de 1,5 horas y lo transfirieron en vivo a SOLIDWORKS como CAD basado en funciones.

Escaneo de piezas originales
Escaneo de piezas originales
Modelo CAD híbrido
Modelo CAD híbrido
Modelo derrotado para imprimir
Modelo derrotado para imprimir
Impresión de cera sin terminar de la impresora 3D ProJet® MJP 2500 IC de 3D Systems
Impresión de cera sin terminar de la ProJet MJP 2500 IC
Sección transversal de muestra del modo de relleno disperso impreso en la impresora 3D ProJet® MJP 2500 IC de 3D Systems
Sección transversal de muestra del modo de relleno disperso impreso en ProJet MJP 2500 IC

Haciendo patrones

AM se ha utilizado en aplicaciones aeroespaciales y automotrices para producir patrones de fundición de sacrificio durante décadas. Con los avances recientes en la impresión 3D, los patrones de grado industrial se pueden imprimir en cera o polímero a un costo significativamente menor, lo que funciona a la perfección en el proceso de fundición de inversión. 3D Systems está experimentando una adopción más distribuida de creación de patrones aditivos sin herramientas y seguirá creciendo a medida que la tecnología se vuelva más accesible, rápida y precisa.

Para cualquier proceso aditivo que involucre energía térmica en la deposición del material o el procesamiento posterior, puede ocurrir cierta cantidad de deformación y sedimentación de la pieza. Las partes que tienen una masa significativa o un área de sección transversal significativa retendrán el calor por más tiempo que las partes más pequeñas o más delgadas.

Basándose en este conocimiento, 3D Systems probó dos métodos de impresión con el objetivo de tener el costo más bajo posible de productos impresos y el más alto nivel de estabilidad dimensional: un método de impresión de cera completamente sólido, así como un relleno de cera delgado y escaso. método. Ambos se prepararon con el software de cliente de compilación 3D Sprint y se imprimieron en la impresora 3D ProJet MJP 2500 IC que produce patrones de fundición de cera. A partir de nuestra experiencia previa, descubrimos que una carcasa de 2 mm con una relación de relleno escaso del 50 % produce piezas estables y de alta calidad cuando se imprimen piezas relativamente grandes.

Después del procesamiento posterior y el tiempo de enfriamiento, usamos el mismo escáner 3D Space Spider de Artec para escanear los dos patrones con relativa facilidad. La forma única de las piezas, el color de la cera verde y el ligero efecto opaco y blanqueador del proceso posterior permitieron a nuestro técnico de escaneo capturar los modelos sin problemas usando el seguimiento de Geometría + Textura.

Usando Geomagic Control X, importamos el archivo de construcción 3D Sprint directamente e inspeccionamos cada parte en su orientación de impresión exacta para la rutina de inspección. Sabiendo que estaríamos escaneando la parte en cuestión de manera iterativa para mejorar el proceso, pudimos configurar un proyecto de inspección detallado y duplicarlo varias veces mientras mantenemos el historial completo de desarrollo del proceso en un solo archivo de Geomagic Control X. Después de completar los escaneos, simplemente colocamos cada nuevo archivo STL en el proyecto Geomagic Control X y el proceso de evaluación se hizo cargo automáticamente, lo que resultó en informes repetibles de alta calidad.

Descubrimos que, en general, todas las áreas con desfases de mecanizado estaban dentro de la tolerancia de fundición, pero las áreas de forma más libre presentaban tendencias fuera de una banda de tolerancia estrecha. Creemos que esto correlacionó adecuadamente con nuestras suposiciones de que las grandes áreas transversales retienen el calor y potencialmente cambian de forma cuando se enfrían.

Nuestro análisis integral para esta etapa nos ayudó a sacar algunas conclusiones de que la impresión 3D con el patrón de cera no solo era más rentable, sino también más compatible con las dimensiones después del procesamiento posterior.

  • El uso de material se redujo en aproximadamente un 35%.
  • El costo del material se redujo en aproximadamente un 27%.
  • El cumplimiento general de las tolerancias se incrementó en aproximadamente un 10 % (usando la comparación 3D).
  • La parte sólida no superó el umbral de tolerancia.
  • La parte de relleno superó el umbral de tolerancia.
  • La estabilidad dimensional a largo plazo a temperatura ambiente mejoró con respecto a la parte sólida.
Análisis de patrones de cera sólida
Análisis de patrones de cera sólida
Patrón de cera con análisis de relleno
Patrón de cera con análisis de relleno

Una nueva vida para los autos clásicos: escanee en perfecto 3D hasta las partes más pequeñas

Producto: Artec Space Spider
Industria: Automotriz y Transporte

Classic-Car.TV digitaliza un Ford Eifel 1937 único con escáneres de Artec 3D en el centro de innovación MakerSpace de la Universidad Técnica de Munich

¿Cómo capturar el estado actual de un automóvil clásico poco común y tomar medidas precisas de él para preservarlo para la posteridad y garantizar que se puedan fabricar piezas de repuesto en caso de accidente o daño? El equipo de Classic-Car.TV no es nuevo en tareas como estas. Apasionados por todo lo relacionado con los clásicos, publican artículos, fotos y videos en el sitio web Classic-Car.TV para dar a su audiencia la imagen completa del mundo de los automóviles clásicos. Classic-Car.TV produce nuevas historias cada semana, y llega a alrededor de 300,000 lectores internacionales al mes.

Objetivos y ventajas de usar escaneo 3D para autos clásicos

El equipo de Classic-Car.TV está trabajando en el desarrollo de una base de datos de modelos 3D de automóviles clásicos, uno de los cuales es un Ford Eifel 1937. El vehículo tiene un chasis Gläser especial y, por lo tanto, se considera una pieza absolutamente única.

Ford Eifel preparado para el escaneo. Se situaron marcadores en las superficies grandes y sin características para asegurar el seguimiento.

Hasta hace poco, los clásicos eran capturados manualmente usando marcos de plantillas: se situaba un marco alrededor del vehículo y se escaneaba gráficamente, corte por corte. Se creaban esqueletos de madera a partir de las secciones transversales resultantes para reproducir la forma del vehículo. Aunque este método es bastante popular, es costoso, toma mucho tiempo y no siempre es lo suficientemente preciso.

Se ha comprobado que el uso de escáneres 3D para esta tarea ahorra tiempo y dinero, y brinda resultados más precisos en comparación con el método tradicional. Los escaneos de piezas individuales se pueden usar para la ingeniería inversa, donde las partes se examinan y, a menudo, se modifican para producir repuestos. Esto es especialmente importante para automóviles únicos como el Ford, en caso de que se averían. A este auto le falta su parte superior retráctil, que ahora se puede recrear. Además, el propietario del automóvil quería documentar su condición con la mayor precisión posible, lo que incluía tomar mediciones 3D. Los datos también se pueden usar para la impresión en 3D: ya se ha creado un modelo 1:4 de este Ford.

Artec 3D: la cooperación con MakerSpace hace que se lleven a cabo proyectos interesantes

La digitalización del Ford Eifel fue facilitada por el taller de alta tecnología MakerSpace ubicado en UnternehmerTUM, que es el centro de innovación de la Universidad Técnica de Munich. En un espacio de 1.500 metros cuadrados, MakerSpace presenta varias áreas de fabricación para el procesamiento de metal, madera, textiles y otros materiales que utilizan equipos modernos. El equipo Classic-Car.TV vino al taller para digitalizar en 3D el Ford con los escáneres Eva y Space Spider, proporcionados a MakerSpace por Artec 3D. El equipo de Classic-Car.TV fue al taller para digitalizar en 3D un Ford con los escáneres Eva y Space Spider, que Artec 3D proporcionó a MakerSpace con el respaldo del distribuidor de Artec, Gold KLIB.

Nuestra experiencia radica en la presentación de métodos de restauración para automóviles clásicos”, dijo Kay MacKenneth, editor en jefe de Classic-Car.TV. “La tecnología moderna es cada vez más frecuente aquí“.

Escaneando el marco guía

Los escáneres 3D entregan datos de alta calidad hasta el más mínimo detalle

El equipo utilizó los escáneres portátiles 3D Eva y Space Spider para recopilar la mayor cantidad posible de datos sobre el Ford de 80 años de antigüedad. Cuanta más información sobre el cuerpo del automóvil, más fácil es armar los escaneos para obtener un modelo 3D completo. Por otro lado, no se deben hacer demasiados escaneos: cada sesión de escaneo genera una gran cantidad de datos, lo que requiere el uso de computadoras potentes.

Resultó útil que el cuerpo del Ford hubiera sido cubierto con un elemento mate anticorrosión por lo que el acabado no tenía brillo; esto le ahorró al equipo la necesidad de utilizar un spray anti brillo para facilitar el escaneo. El cuerpo y el interior del Ford, el marco de madera y el marco de la escalera en el que descansa el cuerpo fueron escaneados con Artec Eva. Esto permitió la adquisición de mediciones digitales precisas y la localización de los refuerzos faltantes para hacerlos por separado más tarde. Pero eso por sí solo no fue suficiente: el clásico fue desmontado para que el equipo pudiera escanear sus partes difíciles de alcanzar. Ahí es donde entró en juego Space Spider, una herramienta ideal para la digitalización detallada: capturó partes individuales en una resolución extremadamente alta.

Escaneando el interior del Ford

Trabajar con los escáneres de Artec 3D fue una experiencia completamente nueva para mí y abrió un nuevo mundo de posibilidades“, dijo Kay MacKenneth. “En el pasado, era necesario medir un automóvil clásico con plantillas y construir modelos apropiados. Esto llevaba meses y existía el riesgo de terminar con desviaciones. En mi opinión, un escáner 3D debería ser hoy en día parte de cualquier garaje avanzado de automóviles clásicos “.

Procesamiento de escaneos en Artec Studio

Los escaneos individuales se alinearon y fusionaron en el software de modelado 3D Artec Studio. Durante el procesamiento de datos, se examinaron los escaneos en busca de posibles agujeros. El escaneo del Ford se realizó sin problemas, y el retoque tuvo que aplicarse sólo en algunas esquinas y cavidades que eran demasiado angulosas para capturar. Al final del proceso, se creó una nube de puntos, un modelo de polígono y un conjunto de datos de texturas.

Los datos completos en 3D facilitan la restauración del automóvil. El modelo 1: 1 ahora se puede usar para crear impresiones 3D, matrices de chapa y piezas de repuesto. Gracias a los escáneres de Artec 3D, el automóvil vintage único se ha conservado para la posteridad, los fanáticos del automóvil y su propietario.

“El alcance del trabajo es enorme y los resultados del escaneo ciertamente ahorrarán meses de trabajo”, dijo Kay, quien a finales de agosto de 2017 presentó el modelo original bajo el lema “Future Meets Past” en la exposición Concorso Competizione Sportivo en Munich.

Modelo 3D del Ford

Classic-Car.TV: más proyectos de escaneo 3D

Junto con MakerSpace y Artec 3D, estamos trabajando en varios casos en los que podemos mostrar cómo los métodos de alta tecnología se pueden integrar en la restauración profesional tradicional“, dijo Kay. “Esto comienza con la reconstrucción de las piezas y se extiende a la fabricación de moldes y la captura de formas completas del vehículo con el fin de poder recrear el vehículo en caso de daño. Esto es muy importante, especialmente para vehículos raros “.

Hablando de sus próximos proyectos, Kay mencionó escanear Fiat 600 Elaborazione Frua, una pieza única construida por el diseñador italiano Pietro Frua. El automóvil no tiene las direccionales de los guardabarros. Tenían un diseño muy especial y ahora deben ser reconstruidos mediante escaneo 3D e ingeniería inversa. “También utilizaremos los escáneres para otros moldes para la producción de chasis a fin de crear material ilustrativo“, dijo Kay.

Artec Space Spider escanea el gigantesco esqueleto de Stegosaurus de 150 millones de años

Producto: Artec Space Spider
Industria: Arte y Diseño

En el Museo de Naturaleza y Ciencia de Denver (Denver Museum of Nature&Science) una de las escenas más icónicas de la exhibición de dinosaurios tiene que ser el enfrentamiento entre el Stegosaurus y el Allosaurus. El estegosaurio de 26 pies de largo representa el dinosaurio estatal de Colorado. No sólo la especie de dinosaurio, sino el espécimen individual que se adoptó para representar el estado.  El Stegosaurus era un dinosaurio herbívoro que pesaba hasta 10 toneladas y habitó el área ahora llamada Colorado hace 150 millones de años. Lo que hace que este Stegosaurus en particular sea tan especial no es el hecho de que se haya encontrado en Cañón City, Colorado, o incluso que estuviera casi completo, algo muy raro para los esqueletos de dinosaurios. Fue encontrado por una clase de estudiantes de secundaria en un viaje de campo en 1936. El maestro de esa clase, Frederick Carl Kessler, pudo hacer que sus alumnos trabajaran junto a paleontólogos profesionales para excavar el esqueleto fósil.

Mike Triebold de Triebold Paleontology, Inc. (TPI) en Woodland Park, Colorado. TPI restaura y monta esqueletos fósiles y crea esqueletos, suministrándolos a museos de todo el mundo. Los clientes de la compañía incluyen el Museo Americano de Historia Natural en Nueva York, el Museo Carnegie en Pittsburgh y el Museo Smithsonian de Historia Natural en Washington, DC. La sede de TPI alberga una colección de moldes y especímenes fósiles originales, que se exhiben en el museo práctico de historia natural de la compañía, el Centro de Recursos de Dinosaurios de las Montañas Rocosas.

Mike Triebold estaba buscando agregar un Stegosaurus a su catálogo de moldes, pero no a cualquier Stegosaurus. Estaba enfocado en conseguir para el proyecto, en la medida de lo posible al famoso Stegosaurus Kessler del Museo de Denver ya que se estaba construyendo la nueva Experiencia Royal Gorge Dinosaur en Canon City y querían una copia del Stegosaurus que Kessler cerca de Canon City. El abuelo del dueño de RGDE, Zach Reynolds, acompañaba regularmente a Kessler en excavaciones de dinosaurios desde los años 40 hasta los 60, por lo que el Stegosaurus tiene vínculos familiares y comunitarios.

Con el consentimiento del Museo de Denver, el trabajo comenzó.

La reproducción de este espécimen fue complicada por un par de factores. Uno fue el tamaño. Este dinosaurio tiene más de 26 pies de largo y además las placas altas que cubren su cuello, espalda y cola, mide más de 9 pies de alto. Normalmente, el tamaño no sería un desafío insuperable ya que cada hueso individual se moldearía en silicona y con plásticos líquidos. Sin embargo, este espécimen no es solo huesos en los estantes. Fue montado y expuesto en la década de 1990 utilizando medios puramente permanentes, por lo que no fue construido para ser desmontado. El acero se formó alrededor del esqueleto, se soldó en su sitio y se colocó de forma permanente en los huesos, por lo que se hizo imposible moldear los huesos individuales en silicona.

Para recrear este espécimen, Matt Christopher de TPI necesitaba moldearlo usando el escaneo 3D. “Necesitábamos digitalizar tridimensionalmente el esqueleto que no podía desmontarse para poder imprimir una réplica en 3D”, dice Matt. “Las dimensiones y los detalles de la superficie debían ser lo más parecido posible a los que obtendríamos de un molde de silicona para que pudiéramos terminar a mano las impresiones 3D y que reproduzcan exactamente el espécimen original”.

Para este trabajo TPI utilizó el escáner 3D estructurado de luz Spider de Artec junto con el software de escaneado y procesamiento Artec Studio 3D. El escáner fue suministrado por el socio local de Artec, 3D Printing Colorado. “Nuestro Artec Spider capturó exactamente lo que necesitábamos”, dice Matt.

El Spider se empleó para escanear huesos individuales y regiones del esqueleto como proyectos individuales en Artec Studio. “Esto requería que se gateara dentro de la caja torácica (sí, una persona adulta encaja dentro de la caja torácica de Stegosaurus) para capturar las vértebras dorsales que forman la espalda del dinosaurio y las superficies medias de la caja torácica, los omoplatos y las caderas”, dice Mate. “También hubo poses interesantes sobre una escalera de mano para llegar a la parte superior de las grandes placas en forma de abanico en la espalda del dinosaurio. Pudimos capturar todos los elementos que necesitábamos, desde la punta de la nariz hasta los enormes picos al final de la cola “.

El equipo terminó con 629 escaneos individuales a lo largo de 71 proyectos de escaneo individuales en Artec Studio. El número podría haber sido más alto, pero para ahorrar tiempo se decidió omitir el escaneo de los elementos que podrían ser tomados “en espejo” para generar el otro lado, como los brazos, las piernas y las costillas.

Cada escaneo debía alinearse, recortarse y convertirse en archivos de malla 3D en Artec Studio. “Las características de alineación en Artec Studio fueron absolutamente primordiales para el éxito de este proyecto”, dice Matt. “Alinear cada escaneo fue tan simple como orientar manualmente a una zona próxima de la posición correcta y dejar que la herramienta de alineación perfeccionara el ajuste. Usar Artec Studio para crear y controlar la malla generada a partir de los escaneos alineados nos permitió extraer el nivel exacto de detalle que queríamos para manipular e imprimir en 3D”.

Las mallas exportadas estaban libres de artefactos gracias a un filtro en Artec Studio que elimina todos los elementos que sean más pequeños que el escaneo maestro. Los pequeños agujeros se rellenaron automáticamente utilizando el algoritmo de llenado de agujeros en Artec Studio. “Si hubiéramos estado escaneando huesos individuales, no montados, habría sido fácil generar mallas completas e impermeables directamente desdeArtec Studio que no hubieran requerido post procesamiento adicional”, dice Matt. “Con la armadura de acero restante para ser removida y las superficies obstruidas para ser reconstruidas, las mallas impermeables no eran realmente una opción o una necesidad para rehacer el Stegosaurus“.

Las mallas resultantes fueron importadas a ZBrush para la separación de elementos articulados, reconstrucción de superficies que fueron imposibles de alcanzar con el escáner 3D, como por ejemplo los espacios entre los huesos articulados y la eliminación de la armadura de acero que oscurecía la superficie de algunas de las superficies óseas.

TPI tiene una variedad de impresoras 3D a su disposición que van desde una pequeña unidad de escritorio Formlabs Form2 SLA hasta una Atlas de gran formato de TitanRobotics. Con numerosas impresoras trabajando en el proyecto, imprimir el esqueleto llevó seis meses. Cuando se terminaron las impresiones, se repavimentaron ligeramente a mano y se prepararon para el moldeo añadiendo maquetas para la armadura interna de acero y articulando algunos especímenes para que se moldearan en secciones en lugar de huesos individuales. Cada hueso o conjunto completado se llama maestro. Éstos se moldearon luego en caucho de silicona utilizando cauchos de silicona líquida de alta calidad en moldes de dos partes y múltiples partes; algo que el personal de TPI ha estado haciendo durante casi 30 años.

Los moldes terminados fueron equipados con acero interno para ser rodeados por resinas plásticas en el proceso de fundición. “El plástico se vierte en el acero, por lo que no se necesita una armadura externa que oculte las superficies óseas”, dice Mike. “Con los moldes vertidos alrededor de la armadura, podemos armar el esqueleto en cualquiera de una infinidad de poses y soldar el acero que sobresale del interior de cada molde de plástico. El esqueleto montado está listo para ser pintado a mano y entregado”.

El proyecto ahora terminado se exhibirá de forma permanente en la experiencia de Royal Gorge Dinosaur Experience (www.dinoxp.com) en Canon City, Colorado, que se presentó el 19 de mayo. Zach Reynolds, su familia y su padre Dave ahora podrán compartir el logro de este importante deseo con el público.

Según Mike, este proyecto habría sido imposible de completar hace un par de décadas. “Con nuestro Spider de Artec pudimos aunar una de las mejores tecnologías actuales con los más avanzados métodos tradicionales de moldeo y fundición para crear una copia exacta de ese gran dinosaurio sin siquiera tocarlo”, dice. “Ahora, ¿qué les parece ese Allosaurus …”

Artec SDK para un proceso de escaneo robótico automatizado y sin errores

Producto: Artec Space Spider
Industria: Académico

Un grupo internacional de investigadores usaron el Escaneo Artec SDK y el Spider de Artec montado en un brazo robótico para desarrollar un método de escaneo automático que produce modelos de gran calidad, inclusive cuando se escanean objetos pequeños y geometría compleja. Un número de tests comparativos han probado que este nuevo método supera de manera efectiva las previas técnicas de escaneo.

Escanear objetos físicos en 3D puede presentar grandes retos, especialmente cuando el objeto tiene una textura complicada y oclusiones. Ha habido una gran cantidad de investigación que se ha llevado a cabo para eliminar la cantidad de datos dañados y puntos ciegos en imágenes 3D, y un equipo ha llegado a un resultado verdaderamente impresionante.

Un nuevo método de escaneo ha sido elaborado por un grupo de ingenieros de Visual Computing Research Center, la Universidad de Tel-Aviv, la Universidad de Newfoundland, la Universidad de Konstanz y Shandong University.

En una serie de experimentos, los investigadores usaron el escáner 3D de Artec montado en el brazo de un robot antropomórfico, PR!, para escanear varios objetos pequeños situados en una mesa de resina que el robot sostenía y rotaba en su otra mano.

Para sus experimentos el equipo escogió el Spider de Artec por encima de otras soluciones para escaneo 3D. Spider es una herramienta ideal para escanear objetos pequeños ya que ve inclusive los bordes más afilados y las parte más pequeñas.

Spider produce imágenes de extremada alta resolución (de hasta 0,1 mm) y precisión superior (de hasta 0,05 mm), capturando hasta 7,5 fotogramas por segundo y procesando 1.000.000 puntos por segundo. Los fotogramas son fusionados en tiempo real, lo cual quiere decir que no se requiere de un pos procesamiento complicado.

Junto con el software Artec Studio, es una pequeña herramienta poderosa para diseñadores, ingenieros e inventores de todo tipo, y con el Escaneo Artec SDK puede ser incorporado a cualquier sistema de escaneo especializado.

El objetivo principal de los experimentos era asegurar alta fidelidad en el escaneo de objetos. Este objetivo fue alcanzado al situar el escáner en los estratégicamente escogidos mejores puntos de visión (Next-Best-Views NBVs) para capturar de manera progresiva los detalles del objeto hasta que fueran alcanzadas tanto el trabajo completo como la alta fidelidad.

La idea del nuevo sistema de escaneo autónomo se resume en el análisis de los datos adquiridos por el escáner y la generación de un set de NBVs para el robot que escanea.

El proceso de escaneo empieza con un escaneo general del objeto para obtener una nube de puntos inicial que a grandes rasgos cubre una amplia porción de la superficie del objeto. Luego un set de NBVs, o puntos de vista, es generado basado en la ecuación Poisson.

Luego el robot mueve el escáner como para tomar snapshots de estos puntos de vista. Cuando la mano del robot que sostiene el escáner ha alcanzado el punto de vista asignado, el escaneo se realiza. El sistema obtiene el fotograma, el cual es luego registrado y fusionado con la imagen inicial.

Para evitar que se pierdan detalles, el nuevo algoritmo crea un mapa de seguridad, detectando de manera automática áreas de baja calidad en donde escaneos adicionales deben ser aplicados.

el proceso de escaneo fue programado usando el Escaneo Artec SDK. El escaneo sucede automáticamente y se detiene una vez el requerimiento específico de reconstrucción es alcanzado.

El nuevo algoritmo fue comparado con dos otros basados en NBV, uno enfocado en la visibilidad y otro en los límites. El nuevo método probó suministrar escaneo de más alta calidad.

Los investigadores también compararon el algoritmo a las aproximaciones basadas en la curvatura y en la densidad, para confirmar que su método entrega escaneos con una calidad que no tiene igual.

Adicionalmente, el equipo experimento con su algoritmo en otra plataforma robótica, un robot de industria de un brazo para escanear automáticamente y con alta calidad y fidelidad un objeto delicado con la imagen de un elefante.

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