Scansione 3D e stampa 3D in archeologia e paleontologia

Gli archeologi stanno adottando la stampa e la scansione 3D come modi innovativi per preservare e mostrare il passato. Dai un’occhiata a questa guida su come queste tecnologie stanno dando vita al passato.

Archeologia e paleontologia
La stampa e la scansione 3D consentono agli archeologi di ripristinare e studiare copie esatte di oggetti preziosi

Hai mai voluto esaminare oggetti rari della storia umana, vagare per un’antica città che non ha resistito per migliaia di anni o contare esattamente quanti denti ha scosso un Tyrannosaurus Rex? Archeologi e paleontologi stanno lavorando con la stampa 3D e le tecnologie di scansione 3D per realizzare quei sogni per tutti.

Innanzitutto, alcune definizioni
L’archeologia è la scienza dello studio della storia umana attraverso oggetti fisici estratti dalle loro posizioni originali, spesso sepolti sotto detriti di migliaia o milioni di anni. Sebbene correlato all’archeologia, la paleontologia si concentra sui resti fisici naturalmente conservati di animali e piante, che sono chiamati fossili.

Anche la scansione 3D e la stampa 3D sono processi complementari. La scansione 3D consiste nel prendere migliaia di misurazioni di un oggetto o paesaggio e compilarlo in un’immagine 3D di quell’oggetto. (Consulta il nostro articolo sui migliori scanner 3D per maggiori dettagli su come funziona la scansione 3D e dove trovare le migliori attrezzature.)

La stampa 3D, d’altra parte, implica effettivamente la costruzione di un oggetto attraverso la produzione additiva.

Lavorare con vecchi manufatti è un lavoro estremamente impegnativo, e spesso le scoperte di entrambe le discipline sono troppo delicate per essere gestite in qualsiasi cosa tranne che per articoli e articoli accademici. Ma sia gli archeologi che i paleontologi, insieme ai musei che aiutano a popolare, stanno usando le tecnologie 3D per cambiarlo. Continua a leggere per scoprire come.

La scansione 3D è il processo di raccolta dei dati spaziali di un’area o di un oggetto utilizzando centinaia di punti di misurazione da una telecamera o una sorgente luminosa. Spesso viene utilizzato per analizzare aree difficili da esplorare nel mondo reale o creare modelli di oggetti per un’ispezione più ravvicinata di quanto gli oggetti stessi possano supportare.

Queste sono entrambe grandi risorse per i metodi di studio dell’archeologia, che consentono agli scienziati di scoprire relazioni e dettagli importanti che prima erano inaccessibili. Di seguito sono riportati alcuni modi in cui la scansione 3D aiuta gli archeologi in vari punti dei loro processi.

Nel campo
Gli archeologi non sono solo alla ricerca di manufatti. Stanno cercando anche i contesti generali delle loro scoperte. Ecco dove entra in gioco la scansione 3D:

Scavando più a fondo: gli archeologi possono utilizzare scanner 3D portatili per scattare centinaia di foto dei loro siti di lavoro e riunire tali informazioni per formare un insieme 3D. Quella scansione 3D di un cantiere è ottima per scavare più a fondo senza letteralmente farlo, specialmente se il sito fisico si trova su un terreno instabile o protetto.
Guardando al passato: gli scienziati possono manipolare le immagini 3D dalle scansioni a come potrebbe apparire il sito a suo tempo, usando misurazioni molto più accurate e una crescita predittiva rispetto ai loro strumenti fisici.
Visione d’insieme: tutti i punti dati raccolti attraverso scansioni 3D di siti creano un modo per gli archeologi di individuare e analizzare i modelli mentre lavorano attraverso i loro risultati. Ciò porta a una più profonda comprensione dei siti nel loro insieme e porta a ulteriori scoperte che altrimenti rimarrebbero nella polvere.
Documentazione: CyArk, un’organizzazione senza fini di lucro dedicata alla condivisione di questo tipo di file con il pubblico, dal 2003 utilizza la tecnologia di scansione 3D per tracciare grafici di siti storici in tutto il mondo. Il supporto di Google l’ha aiutata ad aprire l’accesso dell’archeologia digitale alle masse, e sta usando questa nuova pubblicità per diffondere la consapevolezza dei siti in decomposizione e che necessitano di conservazione.

Nel Museo
I musei stanno inoltre utilizzando la tecnologia di scansione 3D per superare l’intrinseca accessibilità dei reperti archeologici e presentare una visione completa del passato senza mettere in pericolo la sicurezza dei manufatti.

Maggiore portata: come bonus, le scansioni 3D elettroniche di oggetti, diorami e interi musei utilizzano Internet e la condivisione di file elettronici per estendere la loro portata a infinitamente più persone di quante ne possano visitare fisicamente. Ad esempio, il Museo di storia naturale Smithsonian di Washington, DC offre tour virtuali delle sue mostre permanenti, mostre selezionate passate e dipartimenti specializzati.
Anche se hai visitato di persona, puoi recuperare ciò che non hai visto o andare dietro le quinte per vedere come funziona lo Smithsonian.
Accessibilità: L’ Ufficio dell’Archeologo dello Stato dell’Università dell’Iowa ha una collezione di oggetti scannerizzati 3D online per le persone di tutto il mondo per esaminare e conoscere da vicino il suo tesoro di antichi manufatti locali.
Interazioni migliorate: oltre a visualizzare ciò che è stato scansionato, i musei utilizzano la scansione 3D per creare un nuovo livello di interazione con le loro mostre. I visitatori possono toccare, ruotare, ingrandire e altrimenti esaminare le scansioni 3D per ottenere informazioni che non sono direttamente visibili nella scoperta stessa. La scansione 3D aiuta i musei a raccontare storie migliori sul passato.

A casa
Oltre a visitare siti storici e collezioni museali di fama mondiale da casa tua, la scansione 3D ti consente di cimentarti in archeologia.

Le fotocamere e le app per smartphone ti consentono di eseguire la scansione 3D senza bisogno di attrezzature extra e molti appassionati di 3D amatoriali hanno utilizzato l’ambiente circostante e le scoperte per ricreare oggetti e scene storiche alla loro portata.

Sketchfab ha una vasta selezione di caricamenti di utenti nella sua sezione Patrimonio culturale e storia, che vanno dai modelli 3D della pittura di Van Gogh della sua stanza alle ricreazioni delle statue di Buddha cinesi dalle prime dinastie. Scorri per ricevere ispirazione.

La paleontologia condivide molte delle stesse qualità dell’archeologia ma si concentra su materiale organico fossilizzato anziché su manufatti artificiali. Ciò presenta ostacoli unici nella scoperta di scoperte.

Fortunatamente, le stesse tecniche di scansione 3D possono essere utilizzate come risposte a diversi problemi con gli stessi risultati: maggiore accessibilità, maggiori opportunità di studio e una comprensione complessiva più approfondita del nostro passato.

Nel campo
Manutenzione dei fossili: molti componenti dei fossili si staccano o si disintegrano quando i paleontologi li scoprono, persi nella sabbia del tempo o semplicemente bloccati in aree che non possono essere rimosse senza danneggiare l’oggetto. Ecco dove entra in gioco la scansione 3D.
Conservazione: la portabilità della tecnologia consente ai paleontologi di eseguire scansioni di fossili sul posto per essere esaminati in laboratorio senza disturbare il suo naturale luogo di riposo. Ad esempio, una squadra del Museo Nazionale del Brasile ha utilizzato scansioni 3D di teschi trovati in un sito ferroviario a San Paolo per mostrare una specie mai scoperta prima di antichi coccodrilli.
Pianificazione degli scavi: un’estensione naturale di questo processo è scoprire cosa può offrire un sito prima di iniziare uno scavo approfondito. La scansione 3D di un potenziale sito di scavo offre ai paleontologi una panoramica di come i fossili sono orientati nel loro sito, suggerendo il modo migliore per procedere con la massima efficienza e il minimo disturbo ambientale. È anche possibile ricreare le condizioni degli scavi precedenti dalle fotografie.
Rivitalizzazione degli artefatti: gli archeologi hanno recuperato una scia di dinosauri mal conservata in Texas usando tecniche di scansione 3D fotogrammetriche da immagini dello scavo originale. Ciò ha importanti implicazioni per rivisitare e riesaminare scoperte perdute o danneggiate del passato.

Nel Museo
Tutti questi fossili 3D scansionati offrono ai paleontologi e agli archivisti la possibilità di studiare e visualizzare preservando allo stesso tempo, un’impresa che consente a più persone che mai di accedere ai nostri antichi antenati e ambienti.

Maggiore portata: un modo in cui la scansione 3D aiuta lo studio della materia animale e vegetale è la capacità di mappare aree di corpi e strutture che non sono facilmente accessibili all’occhio o allo strumento umano.
Anche un cranio perfettamente integro e conservato, per esempio, ha molti angoli e fessure che non possono essere raggiunti senza aprirlo. La scansione 3D consente ai paleontologi di arrivare ai più piccoli dettagli preservando il tutto.
Migliore raccolta di dati: i musei beneficiano anche dei dati comparativi che emergono nel processo. La scansione 3D prende migliaia di punti di dati cruciali per la struttura e l’orientamento, come la lunghezza tra orbite, forma dei denti e larghezza delle appendici.
La mappatura di tutti questi elementi per ciascun fossile consente ai musei di utilizzare i dati delle loro raccolte per confronti diretti.
Molti condividono le loro informazioni con il mondo, come ad esempio il sito web non profit AfricanFossils.org . La loro collezione va oltre il suo nome per organizzare, confrontare e mostrare l’evoluzione di tutte le sue scoperte. Aggiungono sempre nuovi artefatti, quindi la storia acquisisce costantemente dettagli.
A casa
Proprio come l’archeologia, la paleontologia beneficia notevolmente della consapevolezza e della partecipazione del pubblico.

Accessibilità: la scansione 3D consente al pubblico di tenere in mano la storia biologica, o almeno sugli schermi dei propri computer.
MorphoSource della Duke University è la più popolare fonte di condivisione multi-istituzionale di fossili. Riunisce raccolte da tutto il mondo per il tuo valore educativo e di intrattenimento, complete di tutti i punti dati per ogni ulteriore ricerca scientifica.

Sia l’archeologia che la paleontologia beneficiano delle qualità riparative della stampa 3D. Salva artefatti e fossili allo stesso modo, aggiungendo supporto e struttura a forme che minacciano di crollare e rende le copie abbastanza realistiche per lo studio scientifico ma sicure per un’ampia distribuzione.

Nel campo
Sebbene le condizioni del sito di scavo non favoriscano la stampa 3D, la stampa 3D può fornire un ampio supporto prima che gli scienziati escano.

Pratica: Oltre alla pratica di preparazione sul campo di base, in cui è possibile utilizzare manufatti e ossa stampati in 3D per perfezionare le tecniche di estrazione, gli strumenti possono essere progettati e modificati per esigenze di scavo specifiche utilizzando la stampa 3D.
Strumenti migliorati: utilizzando filamenti di leghe metalliche o altri materiali resistenti, gli strumenti stampati in 3D resistono a qualsiasi esigenza degli scienziati.

Nel Museo
L’uso più popolare della stampa 3D in archeologia e paleontologia è la creazione di copie di oggetti storicamente importanti che sono abbastanza resistenti per l’uso quotidiano.

Conservazione attraverso la replica: poiché musei e dipartimenti di ricerca contengono la maggior parte delle informazioni su manufatti e fossili originali come sottoprodotto di ciò che fanno, è un passo naturale per loro stampare i facsimili in 3D per preservare la storia, dandole anche una portata più ampia. A volte porta persino a “migliorare” i reperti originali.
Ad esempio, l’Università di Harvard utilizza la modellazione fotografica per riparare manufatti che sono stati trovati rotti o sono diventati così nel corso degli anni di conservazione.
Documentazione avanzata: alcuni musei stampano in 3D parti di oggetti o layout che non sono stati trovati con gli altri nel loro sito originale. Ciò è particolarmente utile per la paleontologia, poiché i fossili conservano solo ciò che è accaduto per essere catturati organicamente in perfette condizioni ambientali.
Il Rocky Mountain Dinosaur Resource Center in Colorado utilizza la stampa 3D per riempire le parti mancanti o danneggiate degli scheletri di dinosauro in un periodo molto più breve rispetto alla tradizionale creazione di osso in gesso.
)
A casa
Tutto ciò di cui hai bisogno per immergerti nella paleontologia è una stampante 3D e scansioni fossili gratuite da scaricare per i tuoi progetti. Questo grande balzo in avanti nell’accessibilità consente a chiunque, dai bambini delle scuole agli hobbisti in pensione di esplorare il mondo naturale in modi tangibili.

L’ American Museum of Natural History utilizza la stampa 3D per dare ai visitatori un assaggio di cosa significhi essere un paleontologo, usando copie stampate in 3D di ossa della loro collezione per esercizi di identità e costruzione di scheletri.

La stampa e la scansione 3D hanno aperto l’archeologia e la paleontologia alle masse e hanno ampliato le capacità degli scienziati di esplorare questi campi. Trova un museo, un sito Web o uno scavo che catturi la tua immaginazione oggi!

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