Académica
Universidad de Monash revoluciona estudio de anatomía humana
Producto: Impresión CJP
Industria: Académica
Gracias a la impresión McMenamin y 3D, el cadáver, en toda su gloria a gran escala y a todo color, está ganando un nuevo contrato de vida en las universidades médicas de todo el mundo.
Durante cientos de años, el cadáver humano ha sido una herramienta crítica para la enseñanza médica, pero ha sido problemático por razones tan diversas como el costo, el transporte, el almacenamiento, las creencias espirituales o simplemente la incomodidad general.
La Universidad de Monash en Australia podría finalmente tener la respuesta a la mayoría de estos obstáculos: el primer kit disponible comercialmente de piezas corporales realistas a todo color producidas por una impresora 3D.
Un artículo de la Universidad de Monash titulado “La producción de recursos didácticos anatómicos utilizando tecnología de impresión tridimensional” enumera varias ventajas del uso de cadáveres impresos en 3D, incluyendo “precisión, facilidad de reproducción, rentabilidad y evitar problemas de salud y seguridad asociados con especímenes de cadáveres fijos húmedos o especímenes plastinados”.
Mirando dentro del cuerpo
Monash imprime especímenes utilizando la tecnología 3D Systems ColorJet Printing (CJP). Las impresoras a color de la serie ProJet son fáciles de usar. Lo más importante es que producen modelos en los colores exactos que Monash necesita para piezas de cuerpo impresas en 3D realistas.
“Todo el color es esencial para reproducir una combinación de fidelidad de color realista y ‘codificación’, vasos en rojo o azul, nervios en amarillo, por ejemplo, que es valiosa en la enseñanza”, dice Paul McMenamin, director del Centro de Educación en Anatomía Humana (CHAE) de la Universidad de Monash.
McMenamin cree que el simple y rentable kit anatómico de su equipo podría mejorar dramáticamente el conocimiento de los estudiantes de medicina y los médicos en ejercicio. Incluso podría contribuir a mejores resultados quirúrgicos para los pacientes.
“Durante siglos, los cadáveres legados a las escuelas de medicina se han utilizado para enseñar a los estudiantes sobre anatomía humana, una práctica que continúa hoy en día”, dice McMenamin. “Sin embargo, muchas escuelas de medicina reportan una escasez de cadáveres o encuentran su manejo y almacenamiento demasiado caro como resultado de regulaciones estrictas que rigen dónde los cadáveres pueden ser diseccionados.
“Creemos que nuestro kit revolucionará el aprendizaje para los estudiantes de medicina al permitirles mirar dentro del cuerpo y ver los músculos, tendones, ligamentos y vasos sanguíneos. Por el momento puede ser increíblemente difícil para los estudiantes entender la forma tridimensional de anatomía humana, y creemos que este kit hará una gran diferencia”.
Darse cuenta de un momento ‘ah ha’
Los cadáveres impresos en 3D pueden parecer una progresión lógica para la comunidad médica, pero se necesitaron avances tecnológicos en la impresión 3D para hacerlo realidad. Las máquinas de sistemas 3D utilizadas por la Universidad de Monash ofrecen la capacidad de imprimir modelos a todo color a velocidades relativamente altas a un costo que proporciona una notable mejora sobre los modelos de plástico o la plastinación de restos humanos.
“Estaba buscando una manera de producir más prosecciones de anatomía y tal vez plastinarlas, pero me di cuenta de que tomaría décadas y más de medio millón de dólares establecer un laboratorio de plastinación”, dice McMenamin. “Cada espécimen tendría que ser diseccionado y preparado y entonces tendría uno de ese espécimen.
“Así que pensamos ‘por qué no los escaneamos (TC o láser), hacemos archivos STL o VRML a color, e imprimimos para que podamos hacer un montón de copias’. Parece obvio ahora, pero fue una especie de momento ‘ah ha’.
Gracias a las impresoras 3D Systems, la Universidad de Monash puede producir piezas que van desde un cuerpo completo hasta la cabeza y el cuello, la extremidad superior, la pelvis y la extremidad inferior, y las regiones torácicas y abdominales. Un acuerdo con los fabricantes de modelos anatómicos alemanes Erler-Zimmer hace que los cadáveres estén disponibles para su compra en línea, con la entrega en cuestión de semanas a una fracción del costo de un cuerpo embalsamado o chapado.
La serie Monash también incluye modelos anatómicamente correctos que serían imposibles de visualizar en un cuerpo embalsamado, como impresiones 3D de la vasculatura del cerebro con venas finas y arterias incrustadas dentro del cráneo.
Marcando la diferencia en Liberia
Un proyecto reciente mostró la diferencia que un cadáver impreso en 3D puede hacer a una universidad necesitada — en este caso, la Escuela de Medicina Dagliotti de la Universidad de Liberia.
Inspirado en un discurso del Dr. Ian Crozier, un médico que había contraído ébola mientras trabajaba en Sierra Leona, McMenamin organizó un conjunto completo de impresiones en 3D y un conjunto de carteles de imágenes histológicas (una anatomía microscópica de células y tejidos) para ser enviadas a la escuela.
McMenamin también ofreció su tiempo para enseñar a los profesores y estudiantes cómo usar el kit de anatomía 3D. Sus adaptaciones y apoyo logístico en Liberia fueron proporcionados por ACCEL (Academic Consortium Combating Ebola in Liberia), un esfuerzo liderado por la Facultad de Medicina de la Universidad de Massachusetts y financiado por la iniciativa #TackleEbola de Paul G. Allen.
A cambio de sus donaciones y enseñanza, McMenamin tiene la satisfacción de ayudar a una escuela de medicina desesperadamente pobre y con poco personal a proporcionar una mejor enseñanza anatómica para una nueva generación de médicos liberianos.
“Ayudar a la escuela de medicina en Liberia con el apoyo de mi equipo chae y la Universidad de Monash ha sido lo mejor que he hecho por mis compañeros seres humanos”, dice McMenamin. “Los estudiantes allí estaban muy agradecidos por cualquier ayuda que se proporcionara. Fue muy humillante.”
Es probable que McMenamin tenga más logros en un futuro cercano sobre los cuales ser humilde: Utilizando las últimas tecnologías de impresión 3D de 3D Systems, su equipo está trabajando en reproducciones anatómicas 3D interactivas y diseccionables que podrían utilizarse para ayudar a capacitar a futuros cirujanos.
Gracias a la impresión McMenamin y 3D, el cadáver, en toda su gloria a gran escala y a todo color, está ganando un nuevo contrato de vida en las universidades médicas de todo el mundo.
3D Imprimir el misterio del cerebro
Producto: Impresión SLS
Industria: Académica
El archivo de datos 3D era enorme y complejo, y su gran tamaño lo convirtió en un desafío verlo y compartirlo, y mucho menos imprimirlo en 3D.
El cerebro humano, un órgano que, a pesar de la tecnología cada vez más avanzada para escanearlo y entenderlo, sigue siendo en gran medida un misterio para los investigadores y científicos. Pero esa tecnología está permitiendo a esos investigadores avanzar en la comprensión más rápidamente, y forma la base de la nueva exposición del Instituto Franklin, Your Brain, con sede en Filadelfia.
Esta exposición vívida e interactiva presenta un modelo de escalada de red neuronal de dos pisos con luces y sonidos que son desencadenados por pasos. Numerosos dispositivos de exhibición prácticos permiten una mayor comprensión de cómo funcionan nuestras mentes, mientras que otra característica central es un intrincado e impresionante modelo impreso en 3D de los patrones de materia blanca en el cerebro.
El dr. Jayatri Das, biocientífico jefe del Instituto Franklin, ideó las exhibiciones como parte de la nueva expansión del edificio en el instituto.
“Nuestra filosofía detrás de nuestras exposiciones es hacer que la ciencia real sea accesible a través de exposiciones prácticas y atractivas”, dijo el Dr. Das. “Desde el punto de vista educativo, sabíamos que el concepto de vías funcionales debía ser un aspecto importante de la ciencia del cerebro que se abordaba en la exposición, y la difusión de imágenes tensores llega al corazón de la ciencia real a través de la cual los científicos tratan de entender el cableado de estas vías. Las imágenes en 2D que habíamos visto eran realmente hermosas, así que pensamos que una impresión 3D a gran escala sería perfecta como una escultura intrigante y llamativa que serviría como un enfoque de diseño único y una conexión con la investigación”.
El museo se acercó al investigador Dr. Henning U. Voss, Profesor Asociado de Física en Radiología en weill Cornell Medical College. El Dr. Voss ha llevado a cabo una década de investigación sobre el mapeo de neuronas cerebrales, utilizando resonancias magnéticas para crear tractogramas 3D de materia cerebral.
“El cerebro humano consiste en materia blanca y gris. La materia blanca del cerebro contiene fibras que conectan las áreas de materia gris del cerebro entre sí”, dijo. “Usando una resonancia magnética de un hombre de 40 años, calculamos tensores de difusión, y luego creamos los tractos de fibra de materia blanca a partir de ellos. Entregamos un modelo de superficie de los tractos de fibra a Las dimensiones directas para su procesamiento.”
El archivo de datos 3D era enorme y complejo, y su gran tamaño lo convirtió en un desafío verlo y compartirlo, y mucho menos imprimirlo en 3D.
El Dr. Das y el equipo habían planeado durante mucho tiempo imprimir en 3D el intrincado modelo 3D. Una vez que tenían los datos, se acercaron a numerosos proveedores de impresión 3D, sólo para ser rechazados.
“Todo el mundo nos dijo que era demasiado complejo manejar una impresora 3D”, dijo Donna Claiborne, Gerente de Proyectos de Exhibición en the Franklin Institute. “Nos sorprendió porque todo lo que sabíamos sobre la impresión 3D decía que era bueno con formas complejas”.
Y el modelo era muy complejo. Cada patrón de materia blanca fue descrito como un “hilo”, y tenía alrededor de 2.000 hebras en los datos. Pero la aparente belleza creada por las complejas hebras estaba causando que la modelo fuera rechazada.
El equipo del Instituto Franklin seguía buscando un experto en impresión 3D que aceptara el desafío. Finalmente aterrizaron en Direct Dimensions of Owing Mills, MD. El equipo allí, encabezado por el CEO Michael Raphael, ha estado avanzando en escaneo 3D, captura y digitalización durante 20 años y tiene un experto del personal en cada forma de 3D. Su director artístico, Harry Abramson, cogió un vistazo y sabía lo que se necesitaría para completar el proyecto.
“Contamos con una amplia trayectoria trabajando con formas extremadamente complejas para la impresión 3D y la fabricación de arte digital. Sabía que podíamos hacerlo, ¡la pregunta era si podíamos hacerlo con presupuesto!”, dijo Harry.
Harry se puso en contacto con su antiguo socio de impresión 3D, Jason Dickman, presidente de American Precision Printing (APP), una oficina de servicio de impresión 3D ubicada en Tulsa, OK. “Para un objeto tan complejo y frágil en diseño, SLS de 3D Systems fue la única opción. Llamé a Jason y repasamos las limitaciones de tamaño del sobre de construcción, el volumen del objeto y nuestro tiempo de entrega, y muy rápidamente tenía un precio y su garantía de que podían construir el cerebro siempre y cuando pudiéramos preparar los archivos. Lo que nos faltaba presupuesto, lo inventamos teniendo un largo plazo de ejecución, ¡así que el proyecto estaba en marcha!”
“Afortunadamente, el Dr. Voss proporcionó un conjunto de datos increíble para empezar. Con el fin de imprimir esto a gran escala, cada uno de los miles de modelos de hebra tendría que ser fusionado para crear un modelo de cerebro único que luego podría ser cortado en partes imprimibles que caben en el sobre de construcción. Todo el modelo necesitaría entonces modificaciones de ingeniería y diseño para garantizar que pudiera montarse con precisión y apoyarse en su montaje personalizado.”
En última instancia, tomó semanas de trabajo agotador para preparar este archivo para app. “Este trabajo requirió un técnico altamente calificado con la disposición correcta. Sin los recursos humanos adecuados, este proyecto nunca habría sucedido”, dijo Harry. “Con unas 2.000 hebras para resolver, era una tarea de proporciones inmensas. Alucinante de hecho.”
La tecnología SLS de 3D Systems utiliza capas de polvo de plástico que se fusionan en una definición 3D mediante potentes láseres de CO2. Los materiales son lo suficientemente robustos para usos aeroespaciales y automotrices generalizados, por lo que sabían que sería perfecto para este proyecto.
El equipo de Direct Dimensions trabajó en la reducción de los datos 3D en piezas que podrían imprimirse dentro de las limitaciones de tamaño del sistema SLS. Una vez que los datos rediseñados fueron recibidos de Direct Dimensions, el equipo de APP se puso a trabajar creando piezas del modelo que serían imprimibles en la máquina sProHD 60 SLS en las instalaciones de Tulsa.
“El principal desafío de mi lado fue que el modelo mide 26 pulgadas de largo, mis máquinas SLS están limitadas a un tamaño de construcción de 18 pulgadas”, dijo Jason en APP. “Tendríamos que construir, mapear y ensamblar 10 piezas abstractas en una sola pieza”.
El equipo de APP utilizó 20-22 horas para que cada compilación se completara. Una vez que salieron de la impresora, el equipo comenzó a mapear y ensamblar las piezas en el modelo terminado. A pesar de la extensa reingeniería de los datos 3D, todavía había una serie de hebras no separadas que tenían que ser ensambladas.
“Fue mucho trabajo para todos los equipos, pero todos sabíamos desde la primera parte que esto iba a ser impresionante”, dijo Jason. “Es un ejemplo perfecto del poder de la impresión 3D y nos alegramos de ser parte de algo tan poderoso”.”
La pieza, montada en una caja de Plexiglas con iluminación debajo del modelo impreso en 3D, forma una impresionante pieza central para una de las galerías de exposiciones.
“Realmente se ha convertido en una de las piezas icónicas de la exposición. Su pura belleza estética te quita el aliento y transforma el espacio expositivo”, dijo el Dr. Das. “El hecho de que provena de datos reales añade un nivel de autenticidad a la ciencia que estamos presentando. Pero incluso si no entiendes muy bien lo que muestra, captura una sensación de complejidad delicada que evoca una sensación de asombro sobre el cerebro”.
El Dr. Voss dijo: “El modelo impreso en 3D es impresionante y supera por completo incluso mis expectativas más optimistas. Este fue un proyecto fantástico con un increíble equipo de personas que lo hicieron unirse”.
Revelar los secretos de una tumba antigua con Geomagic Control X
Producto: Geomagic Control X
Industria: Académica
Cuando los investigadores del Instituto Nacional de Investigación gaya del Patrimonio Cultural (GNRICH) querían saber todo lo que podían sobre una antigua tumba descubierta en Changnyeong, Corea del Sur, recurrieron al escaneo 3D y al software 3D Systems para hacer el trabajo.
Recapturando el pasado
Con el fin de analizar todos los datos que podían encontrar en la tumba sin tener que estar físicamente presentes o arriesgarse a dañar los restos en su interior, los investigadores necesitaban encontrar una manera de digitalizar toda la tumba, incluyendo cuatro esqueletos humanos antiguos, a un alto grado de precisión y detalle en 3D completo.
Para hacer las cosas aún más difíciles, tendrían que tener todo junto en un archivo maestro para su análisis, por lo que necesitaban trabajar con una gran cantidad de datos simultáneamente. Por último, planeaban construir modelos físicos de los restos humanos encontrados en la tumba, por lo que necesitaban una solución lo suficientemente flexible como para que dividiera los datos y los optimizara para su reproducción en resina.
Aprovechar el poder del 3D
El equipo de investigación de GNRICH escaneó por primera vez la forma general de la tumba utilizando un escáner al aire libre de largo alcance (el RIEGL LMS-Z390i). Luego, para acercarse y capturar el alto detalle que necesitaban en algunos de los restos humanos, escanearon varios de los huesos con un Konica Minolta VIVID 910. Estos escáneres 3D registraron toda la información espacial y los datos 3D detallados que necesitaban, pero este proceso se combinó para un total de 3,7 Gigabytes de datos, ¡una gran cantidad para cualquier estándar!
El equipo encontró que Geomagic Control X era el único software capaz de manejar enormes cantidades de datos de escaneo con relativa facilidad en sus computadoras existentes. Control X también les proporcionó herramientas sofisticadas pero sencillas para alinear, fusionar y reducir significativamente el tamaño de los datos sin sacrificar la calidad o resolución del escaneo. Los investigadores incluso fueron capaces de unir todo en un sistema común de coordenadas 3D para crear un modelo virtual 3D exacto y completo de los huesos en la tumba.
Aprendizaje rápido
Los investigadores de GNRICH fueron capaces de sacar muchas conclusiones científicas de los datos de escaneo 3D que procesaron a través de Geomagic Control X. Después del procesamiento utilizaron el Control X para analizar los datos resultantes, midiendo características como el volumen, la longitud y las estructuras anatómicas de los cuatro cadáveres en la tumba. A través de estos análisis y otras técnicas como la datación por carbono y la secuenciación del ADN mitocondrial (MTDNA), los investigadores pudieron estimar todo tipo de datos como la altura, el peso, la edad, la herencia y los hábitos dietéticos de cada uno de los hombres y mujeres enterrados. Incluso pudieron realizar análisis forenses sobre los cuerpos antiguos, concluyendo que los ocupantes de la tumba podrían haber muerto por veneno o asfixia. Notablemente, también encontraron evidencia de Soon-jang, una antigua costumbre funeraria en la que los siervos fueron enterrados vivos con sus amos muertos.
Más estudios
Finalmente, el equipo de investigación de GNRICH utilizó el software Geomagic Control X y Geomagic Design X para preparar sus datos de escaneo 3D para su producción como modelos físicos 3D. Estos modelos fueron hechos de 108 resinas diferentes para que coincidan estrechamente con las propiedades físicas del hueso y para ayudar en el estudio posterior. En 2009, el equipo planea continuar su investigación sobre las causas de muerte, enfermedades, habilidades atléticas y más. También planean hacer modelos de cuerpo entero utilizando una tecnología innovadora para añadir músculo artificial y piel a sus modelos óseos de resina. El equipo está muy entusiasmado con la potencia que el escaneo 3D y la tecnología de 3D Systems han contribuido a sus esfuerzos.
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.
Joven ingeniero en Zimbabue explorando el diseño generativo
Producto: Solid Edge
Industria: Académico
Wisdom James Murombo tiene una pasión por la ingeniería y ha estado explorando el uso de nuevas técnicas para optimizar sus diseños para la fuerza y el peso. Wisdom está en su tercer año de estudio de Ingeniería Industrial y de Manufactura en la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología (NUST) en Bulawayo, Zimbabue.
Optimización de diseños mediante diseño generativo
Para los proyectos de diseño que se asignan a los estudiantes de NUST, Wisdom se motivó a pensar más allá de las soluciones convencionales y está explorando el uso de técnicas de diseño generativo en Solid Edge. “Siempre me ha interesado la ingeniería y el diseño”, dice Wisdom. “Mi padre dirige un taller para el mantenimiento de motores diesel y he aprendido muchas técnicas prácticas de ingeniería ayudándole en su taller. Pero siempre me pregunté si el diseño de los componentes del motor en los que trabajé puede mejorarse”.
La sabiduría continúa: “Estoy usando Solid Edge con sus capacidades de diseño generativo para investigar si puedo hacer que los componentes sean lo más ligeros y eficientes posible mientras mantenía la fuerza requerida”. Uno de sus proyectos recientes fue diseñar un soporte de motor para usar en el taller de su padre: “Se me ocurrió un diseño conceptual inicial y añadí las cargas que el soporte necesitará apoyar. La capacidad de diseño generativo en Solid Edge me muestra dónde se puede reducir el material sin comprometer la resistencia del soporte.”
Diseñar un sistema para ayudar al diagnóstico COVID19
La sabiduría no limita su talento a proyectos de diseño mecánico. También tiene habilidades en software de escritura e inteligencia artificial. Recientemente unió fuerzas con otro estudiante para diseñar un sistema que procesa imágenes de rayos X para apoyar el diagnóstico rápido de pacientes con COVID19. Wisdom dice: “Utilizando técnicas de IA, el sistema tiene el potencial de automatizar parcialmente el diagnóstico inicial de los pacientes. Esto puede ayudar a nuestros profesionales de la salud a trabajar de manera más eficiente con un número cada vez mayor de pacientes”. Este proyecto obtuvo el segundo lugar en la 9a ICAT Tech-a-thon de la Red Internacional de Tecnología Apropiada (INAT).
Planes futuros
Cuando se gradúa, Wisdom planea aplicar sus habilidades en diseño y automatización a trabajar para una empresa en las áreas de fabricación, minería o automoción en Zimbabwe o en el extranjero. Otra posibilidad es que Wisdom inicie su propio negocio y se una al programa Solid Edge for Startups. Deseamos éxito de Sabiduría en el futuro y esperamos que continúe explorando las tecnologías de diseño de próxima generación en Solid Edge.
Un encuentro entre la prehistoria y la alta tecnología, donde Artec Leo se encuentra cara a cara con un cráneo de dinosaurio
Producto: Artec Leo
Industria: Académica
Dinosaurios – Criaturas que han inspirado el estudio y la investigación durante siglos, y que continúan intrigando a millones de personas en todo el mundo en la actualidad. Para los restos que se conservan de un triceratops que vagaba por la Tierra en tiempos prehistóricos, la tecnología moderna ha atribuido un estatus que pocos fósiles de dinosaurios han alcanzado: la inmortalidad digital.
Descubierto originalmente en 1891 cerca del pueblo de Lance Creek, Wyoming, el cráneo de este herbívoro estuvo expuesto en la Smithsonian Institution en Washington D.C. hasta finales de los 70. Luego fue prestado al museo de la CU, donde ahora reside; el museo actual fue literalmente construido en torno a este cráneo.
“El Smithsonian hizo una estimación de cuánto costaría derribar ese muro, sacar esta cosa y devolverla, porque ellos son los dueños, y era tan caro y arriesgado que nadie quiso hacerlo”, afirma Nick Conklin, Ingeniero de Aplicaciones II del socio certificado Gold de Artec, 3D Printing Colorado. Esto quiere decir que el cráneo, en principio, se queda donde está, pero con la tecnología de escaneo 3D, ahora se presentan posibilidades antes imposibles.
Cuando Conklin y su compañero David Cano visitaron por primera vez el Museo de Historia Natural de la Universidad de Colorado en enero de este año, fue para la venta de un escáner 3D Artec Leo. “Al entrar, vimos el cráneo del triceratops y pensamos: ‘¡Oye, ese sería un escaneo realmente genial, deberíamos hacerlo alguna vez!'” recuerda Conklin.
Con cada escáner que vende 3D Printing Colorado, se incluye la formación. Pero para el Dr. William Taylor, conservador de arqueología de la universidad, ya familiarizado con los escáneres Artec 3D, se sugirió otro complemento.
“El Dr. Taylor ya había utilizado mucho el Artec Space Spider, así que en lugar de la formación, decidió que trajéramos el Leo a una de sus clases”, dice Conklin. “Quería que le mostráramos a sus estudiantes lo que se puede hacer con Leo y la tecnología de escaneo.”
Así comenzó un proyecto de proporciones prehistóricas, para digitalizar un cráneo de dinosaurio por completo.
“Durante 30 ó 40 minutos, en una de las clases nocturnas del Dr. Taylor, estuve escaneando el cráneo del triceratops mientras hablaba con los estudiantes, explicándoles lo que estaba haciendo, así que fue un gran aprendizaje”, dice Conklin. Este escaneo del cráneo llamó rápidamente la atención de CU Media.
“Los medios de comunicación de la universidad estaban por todas partes, y querían tomar fotos y videos de un dinosaurio siendo escaneado”, dice Cano. “Una vez que se enteraron de esto, nos invitaron a volver, y esta vez en lugar de una experiencia de enseñanza, fue más bien una sesión de fotos de película”, añade Conklin.
Durante su segundo escaneo, algo ayudó mucho en la sesión, una escalera. “Con la escalera, pude obtener algunos detalles que se me habían escapado anteriormente, así era mucho mejor”, dice Conklin.
El escaneo llevó un total de 30 minutos, mientras que el procesamiento del escaneo se completó en el software Artec Studio3D en dos horas.
Usando Leo, la mayoría de las superficies estaban cerca del suelo. “Pude conseguir todo excepto los picos superiores desde el suelo con mi alcance y rango de movimiento normales”, dice Conklin. “Con su gran campo de visión y la facilidad con la que Leo obtiene los datos fue muy fácil. No sólo estaba escaneando, mientras iba hablando y explicando lo que estaba haciendo.”
Tan fácil de usar como grabar un vídeo con el móvil, Artec Leo viene con una pantalla, lo que significa que puede ver si ha capturado todas las áreas y rellenar las que se haya podido dejar. La réplica en 3D se genera en tiempo real a medida que escanea, así puede centrarse en el trabajo, cómo en este caso, escanear mientras hace una demostración a los estudiantes de doctorado sobre una escalera.
“Con otro escáner habría podido hacerlo, pero habría sido más difícil, habría tenido que prestar más atención a todo. Pero con Leo y lo bien que hace el seguimiento, pude dividir mi atención entre la clase y la obtención de datos de calidad. Es sin duda la mejor herramienta para este trabajo”.
Conklin dice que el poder acceder al cráneo con una escalera hizo que los datos obtenidos fueran mucho mejores, ya que pudo escanear tanto la parte posterior como la superior del cráneo y desde todos los ángulos. ” El resultado final me gustó mucho más”, dice. “Mi mayor preocupación era que es una pieza irremplazable de arqueología, y si le hubiera pasado algo… no lo quiero ni pensar”
Gracias a este escaneo, además de contar con un modelo 3D de la estrella del museo, muchas otras empresas y facultades pueden encontrarle oportunidades educativas y profesionales. En esencia, lo que inspira al equipo es la capacidad de hacer algo que antes era imposible.
“Especialmente ahora que todo el mundo se queda en casa, puedes trabajar desde casa y hacer lo que quieras a partir de un archivo 3D, como realizar simulaciones o llevar a cabo investigaciones,” nos cuenta Conklin.
“Apoyar la investigación que de otra manera no sería posible es otra razón por lo que esto es importante, además del hecho de que cualquier persona, en cualquier lugar del mundo puede empezar a investigar a partir de este ejemplar.”
Desde las mediciones hasta la investigación, desde la accesibilidad global hasta la preservación, las oportunidades son ilimitadas. “Incluso tal vez para el CGI para la próxima película de Jurassic Park, o los videojuegos”, sugiere Conklin. “¡Me entusiasma pensar en ello!”
“Sólo ver cómo se hace y se conserva la historia, ver cómo cambia el mundo, cómo se puede preservar algo que se habría destruido con el tiempo o por cualquier otra razón, el tiempo pasa para todos, pero si podemos digitalizar las cosas, podremos retroceder en el tiempo eternamente.”
En la actualidad, lo que el hogar del cráneo ha estado considerando es usar el escaneo para hacer un molde y luego crear su propia copia en el Smithsonian, ahora que tienen las mediciones exactas de todo el cráneo, algo que nunca antes habían tenido. “No creo que pudiéramos haberlo conseguido sin el escaneo 3D”, dice Conklin, que se alegra de cumplir el sueño de su infancia de llevar el sombrero de arqueólogo por un día. “Te diré algo”, añade. “Si construyen una réplica de este cráneo de dinosaurio a partir de mis datos de escaneo, ¡traeré a mis futuros nietos para que lo vean!”
“Me gustaría ir un paso más allá y ver qué podemos hacer con el museo en términos de digitalización e irles ayudando a largo plazo”, recalca Cano.