Zespół techniczny na wyjeździe: Flora i zwierzęta 3D na wyciągnięcie ręki

W artykule „Research Ideas and Findings” naukowiec z Uniwersytetu Kiusiu opracował nową technikę skanowania różnych roślin i zwierząt oraz rekonstrukcji ich w bardzo szczegółowe modele 3D. Do chwili obecnej udostępniono online do ogólnego użytku ponad 1400 modeli.

Otwórz dowolny podręcznik lub magazyn o przyrodzie, a znajdziesz oszałamiające obrazy w wysokiej rozdzielczości różnorodnej flory i fauny otaczającej nasz świat. Od botanicznych ilustracji w De materia medica Dioscoridesa (50-70 ne) po rysunki Roberta Hooke’a przedstawiające mikroskopijnego naukowca w Micrographia (1665), zarówno uczeni, jak i artyści pracowali bardzo skrupulatnie, aby odmalować prawdziwą wielkość natury.

Pojawienie się fotografii dało nam bardziej szczegółowe obrazy zwierząt i roślin, zarówno dużych, jak i małych, aw niektórych przypadkach dostarczyło nowych informacji o morfologii organizmu. Wraz z rozwojem technologii biblioteki cyfrowe zaczęły się rozrastać, dając nam nieograniczony dostęp do cennych danych, ponieważ metody takie jak tomografia komputerowa, tomografia komputerowa i rezonans magnetyczny stały się potężnymi narzędziami do badania wewnętrznej struktury tych stworzeń.

„Chociaż metody MRI i CT są potężne, są drogie. Nie można również zebrać ważnych informacji, takich jak kolor organizmu” – wyjaśnia Yuichi Kano, profesor nadzwyczajny w Programie Szkoleń i Szkoleń Wyższych Uniwersytetu Kyushu w zakresie społeczeństwo. „Dlatego opracowaliśmy biofotometrię jako metodę integracji fotogrametrii, która może skanować i dostarczać wysokiej jakości obraz 3D organizmu”.

Fotogrametria to metoda, dzięki której można uzyskać informacje i pomiary o obiektach, analizując zdjęcia lub inne obrazy. Obecnie jest najczęściej używany do skanowania wszystkiego, od krajobrazów po rzeźby, do tworzenia cyfrowych modeli 3D, podobnych do tego, co można znaleźć w Google Earth.

Kano zastosował tę samą metodologię do wykonania tysięcy modeli różnych obiektów.

„Zawiesiliśmy próbkę na żyłce i zrobiliśmy zdjęcia pod różnymi kątami. W końcu zrobiliśmy setki zdjęć próbki i wprowadziliśmy do fotogrametrii do 500 najlepszych zdjęć” – wyjaśnia Kanu. „Jest to podobne do tego, w jaki sposób kręcono sekwencję„ kulo czasu ”w pierwszym filmie Matrix, z wyjątkiem tego, że ośmiornica jest używana zamiast Keanu Reevesa na linii otoczonej kamerami”.

Podczas gdy Kano pracował nad wieloma organizmami, w tym owadami, roślinami, a nawet grzybami, obecnie skupia się na zwierzętach wodnych, takich jak ryby i płazy. Do chwili obecnej ponad 1400 próbek jest dostępnych bezpłatnie do użytku na licencji CC BY 4.0.

Istnieją pewne ograniczenia w obecnej metodologii, takie jak trudność w uchwyceniu obiektów przezroczystych lub tworzeniu modeli bardzo małych obiektów (<5 مم) أو كبيرة (> 1 metr), ale kilka ulepszeń w oprogramowaniu i protokołach może pomóc rozwiązać takie problemy.

„Mam nadzieję, że ta praca będzie się rozwijać i będzie wykorzystywana w różnych dziedzinach, takich jak taksonomia, morfologia, ekologia. Jest bezpłatna dla publiczności, więc można ją wykorzystać w edukacji, a nawet podłączyć ją do urządzenia rzeczywistości wirtualnej i odkrywać te stworzenia z bliska. Chciałbym zobaczyć, co może się pojawić”. To niektórzy ludzie” – podsumowuje Kano.

Aby uzyskać więcej informacji na temat tych badań, zobacz „Biometria fotometryczna: cyfrowa archiwizacja danych morfologii kolorów 3D dla stworzeń i związanych z nimi wyzwańYuichi Kano, Pomysły badawcze i ustalenia (2022).https://doi.org/10.3897/rio.8.e86985

O Uniwersytecie Kiusiu

Kyushu University jest jednym z wiodących japońskich instytutów badawczych szkolnictwa wyższego od momentu jego powstania w 1911 roku. Światowej klasy ośrodki badawcze Kyushu Yu obejmują szeroki zakres dziedzin nauki i badań, od nauk humanistycznych i artystycznych po inżynierię i nauki medyczne. Jego liczne kampusy – w tym największy w Japonii – znajdują się wokół Fukuoki, miasta portowego w południowo-zachodniej części japońskiej wyspy Kiusiu, która często zaliczana jest do najbardziej przyjaznych miast na świecie i historycznie znana jest jako brama do Azji.

astrobiologia