3D-kroppsskannere: hva de er og hvordan de fungerer

Teknologiske nyvinninger gjør den fremtidige utviklingen utrolig. I vår tid har informasjon og teknologi større verdi enn noen annen valuta. Med den moderne datakraften vi har i dag, kan vi analysere datatrender i et omfang som ikke var mulig før.

Nyttig teknologi gir menneskeheten bekvemmelighet, fascinasjon og mulighet til å løse verdens problemer, blant annet innen helsevesenet. En slik måte å samle inn helsedata på er ved hjelp av 3D-kroppsskannere.

Nyttig teknologi gir menneskeheten bekvemmelighet, fascinasjon og mulighet til å løse verdens problemer, blant annet innen helsevesenet. En slik måte å samle inn helsedata på er ved hjelp av 3D-kroppsskannere.

3D-kroppsskannere er et relativt nytt fenomen og regnes absolutt som en nyhet, noe som gjør denne teknologien dobbelt så interessant. Hvordan fungerer den og hva brukes den til?

Hva er 3D-kroppsskannere?

En 3D-kroppsskanner er i bunn og grunn bare en 3D-skanner designet for å lage 3D-modeller av menneskekroppen. Det er ingen åpenbare forskjeller i teknologien til en stasjonær 3D-skanner og en 3D-kroppsskanner når det gjelder tekniske prinsipper, bortsett fra lyskilden og omfanget av driften.

3D-kroppsskannere lager modeller ved å samle inn romlige data om individuelle punkter på menneskekroppen og koble dem sammen ved hjelp av splines eller plan. Oppløsningen og kvaliteten på modellen kan variere avhengig av flere forhold, blant annet hvor fremtredende trekkene er, hvor mange datapunkter som samles inn, avstanden mellom punktene og hvilken 3D-modelleringsalgoritme skanneren bruker. Uansett er resultatet av en 3D-kroppsskanning en fullt kontrollerbar og uendelig målbar 3D-modell av menneskekroppen.

Hva brukes 3D-kroppsskanning til?

Med 3D-kroppsskanningsteknologi kan vi kvantitativt utvide mulighetene for å analysere menneskekroppen. Tenk deg at du kan gjenkjenne kurven på lillefingeren din eller tegne den perfekte ansiktsprofilen. Tusenvis av datapunkter fra en kroppsskanning kan analyseres, kombineres og modelleres for å gi informasjon som er nyttig for en rekke bransjer.

фото1

Helsevesen

Helsevesenet ligger langt fremme når det gjelder å utnytte 3D-kroppsskanningsteknologi til avansert diagnostisering og overvåking av pasienter. Selv om 3D-kroppsskannere ikke kan registrere vitale tegn og ikke har røntgenfunksjoner, kan de fange opp svært subtile endringer i form og størrelse på pasientens kropp.

I kombinasjon med andre diagnostiske verktøy kan 3D-kroppsskannere brukes til å følge utviklingen hos pasienter under utredning eller til tidlig oppdagelse av sykdom. Har svulsten økt i størrelse de siste par ukene? Hvordan går det med kvinnens graviditet? Med 3D-kroppsskannere kan vi besvare disse spørsmålene med konkrete tall, ikke bare visuelle observasjoner.

EinScan H – den ledende løsningen for 3D-skanning av menneskekroppen

фото2

3D-skanneren EinScan H er en hybrid håndholdt modell som bruker Clash of Ray-teknologi – en kombinasjon av LED-lys og infrarød stråling. Ved å redusere lysstyrken på strålingen blir skanning av mennesker behagelig. Det innebygde fargekameraet og den brede synsvinkelen gir et 3D-bilde av høy kvalitet i full farge som er klart for videre behandling så snart digitaliseringsprosessen er fullført.

фото3

Funksjoner som enkel og praktisk betjening, ergonomisk design og fullverdig programvare gjør skanneren til et verktøy som kan brukes innen medisin, kunst, utdanning og mye mer.

Funksjoner:

  • Hybrid infrarød og strukturert lyskilde;
  • intelligente forhåndsinnstillinger;
  • mulighet for hårskanning;
  • gjengir fine detaljer med høy nøyaktighet;
  • bildeopptak med nøyaktig fargegjengivelse.

Vi vil spesielt nevne den optimaliserte justeringsalgoritmen som kompenserer for mindre bevegelser i det skannede objektet.

Nytt innen 3D-skanning av menneskekroppen: et alt-i-ett-produkt fra ingeniører og programmerere som samarbeider.

Ved å slå seg sammen for å skape en enkel, men effektiv løsning har Shining3Ds ingeniører og TechMeds 3D-IT-spesialister revolusjonert teknologien for skanning av mennesker.

фото5

Foto: shining3d.ru

Den håndholdte 3D-skanneren EinScan H muliggjør rask, nøyaktig og sikker 3D-avbildning av menneskekroppen. De beste resultatene ble oppnådd ved å kombinere skanneren med MSoft-programvaren som er utviklet spesielt for digitalisering av menneskekroppen.

Takket være denne tilnærmingen har ekspertene kunnet tilby legene et effektivt verktøy. Nå er det enda enklere for legene å gjøre filene klare til bruk: tilpasning, design, skjæring og 3D-printing. Den integrerte løsningen brukes med hell i avanserte medisinske sentre.

Les også hvordan EinScan 3D-skannere forbedrer produksjonen av ortopediske fiksatorer.

Motedesign

Tenk deg at du kan bestille en skreddersydd dress uten å gå til en skredder. Dette er tanken bak bruken av 3D-kroppsskannere i mote- og klesbransjen. Fordi 3D-skannere konverterer kroppens form og størrelse til digitale data, kan de deles med hvem som helst i hele verden.

Antropologisk forskning

Bekymringen for personvernet i forbindelse med 3D-kroppsskanningsdata er forståelig, men kunne du tenke deg å gjøre dataene dine tilgjengelige i vitenskapens navn? Muligheten til å foreta et ubegrenset antall ekstremt komplekse målinger på 3D-data kan bane vei for en ny æra innen antropologien. Finnes det små forskjeller i skallens form og størrelse mellom mennesker av ulike nasjonaliteter? Hva forteller dette oss om menneskets evolusjonsprosess?

Med tusenvis av datapunkter samlet inn fra millioner av mennesker kan vi gjøre en rekke nye oppdagelser om menneskets historie og biologi hvis vi kan utnytte 3D-kroppsskanningsteknologien på riktig måte.

Rettsmedisin

3D-skanning brukes i rettsmedisin for å effektivisere bevisinnsamlingen i kriminalsaker. Denne praksisen brukes av rettsmedisinere og patologer for å sende forskningsdata til politimyndigheter og domstoler.

For å vurdere kroppsskader bruker sakkyndige analoge instrumenter, og målingene kan være beheftet med betydelige feilkilder. Dette fører til justismord – frifinnelse av gjerningsmannen eller domfellelse av uskyldige.

Ved å kombinere tradisjonelle kriminaltekniske teknikker og 3D-måleteknologi får man en helt ny måte å fremskaffe digitale modeller av høy kvalitet for videre undersøkelser. Nøyaktigheten av resultatene er betydelig forbedret.

Hvordan fungerer de?

Alle 3D-skanningsteknologier er basert på konseptet med å samle inn data fra virkelige objekter og konvertere dem til datapunkter. Hvert punkt på et objekt knyttes til en plassering i 3D-rommet, og deretter kobles alle punktene sammen for å skape en sammenhengende overflate. Dette er vanlige mål for 3D-kroppsskannere, men ulike teknologier kan bruke forskjellige tilnærminger.

Strukturert lys

Ved 3D-strukturert lysskanning sender lyskilden kontinuerlig ut lys på objektet, og deretter reflekteres en linje fra objektet til en mottaker som markerer vinkelen som den reflekterte linjen ble mottatt i. Dette gjøres flere ganger for hvert programmerte punkt på objektet som skannes.

Selv om strukturert lysskanning vanligvis gir 3D-modeller med høyere oppløsning, er det også generelt dyrere. Skanneprosessen tar også lengre tid, ettersom hele prosessen med å sende ut og motta lys må gjentas for hvert av de programmerte punktene. Dette er en svært vanskelig oppgave ved 3D-skanning av kropper, ettersom enhver betydelig bevegelse av objektet kan ødelegge modellen.

For å få en digital kopi av menneskekroppen har ingeniørene fra designbyrået Shining3D tilbudt en avansert utvikling innen 3D-skanning – den håndholdte hybrid 3D-skanneren Einscan H med to lyskilder: hvitt LED-lys og usynlig infrarødt lys. Teksturer fanges opp ved hjelp av et fargekamera. Strukturert lys sikrer kvaliteten på digitaliseringen av levende objekter: en person, ansiktet, håret. Samtidig er skanneprosessen trygg for synet.

Fordeler:

  • Skanning av mørke og reflekterende overflater utføres uten ytterligere behandling av objektet.
  • Det finnes et alternativ for ansiktsskanning av personer for portrettskanning med IR-lys.
  • Den høyeste oppløsningen og detaljrikdommen er sikret.
  • Skannehastigheter på opptil 1 200 000 punkter per sekund.
  • Justering for å kompensere for motivets bevegelser.
  • Enheten har en ergonomisk design og er enkel å betjene.

 

Finn ut mer om metoder og teknologier for 3D-skanning.

Begrensninger ved 3D-kroppsskanningsteknologi

Som mange av dere sikkert allerede har gjettet, er 3D-kroppsskannere fortsatt ikke utbredt, selv ikke i avanserte medisinske eller forskningsmiljøer. Hvilke utfordringer er det som gjenstår før denne teknologien kan tas i bruk i større skala?

Krever høy datakraft

3D-modellering er en svært ressurskrevende prosess som krever behandling av tusenvis av datapunkter. I tillegg til kostnaden for selve skanneren trenger du også en svært kraftig datamaskin for å behandle dataene fra skanningen. En slik datamaskin vil også være ganske dyr.

Selskaper som tilbyr programvare for 3D-skanning, har klart å omgå dette problemet ved å utføre prosessering og modellering i skyen. På denne måten lastes dataene opp til selskapets server, der modelleringen utføres ved hjelp av kraftige prosessorer. Dette har gjort 3D-skanning tilgjengelig for flere, selv om de ikke eier avansert utstyr.

Kan bare skanne synlige områder

En 3D-kroppsskanner baserer seg utelukkende på optiske sensorer, enten det er et kamera eller en lyssensor. Det betyr at den er begrenset til å skanne funksjoner og områder som normalt er synlige for øynene våre. Dermed kan ikke skjulte områder av menneskekroppen vises i en 3D-modell. Den kan heller ikke trenge gjennom huden, noe som begrenser bruken i helsevesenet.

Skanneprosessen er ikke perfekt

Nøyaktigheten til modellen som skapes ved 3D-kroppsskanning, avhenger ikke bare av skannerens kvalitet. Det er flere andre faktorer som gjør skanneprosessen unøyaktig og vanskelig å gjenskape.

Noen av disse faktorene er lysforholdene, hvor tettsittende klærne er, og hvor godt personen kan holde en fast posisjon under skanningen. Det er altså et eksepsjonelt høyt ferdighetsnivå som må oppnås før 3D-kroppsskanning kan brukes på områder som krever målinger med svært høy presisjon og nøyaktighet.
For å oppsummere

De fleste 3D-kroppsskannere som er tilgjengelige i dag, er designet for bruk i profesjonelle miljøer eller forskningsmiljøer, og prislappene gjenspeiler dette. For å gi deg et inntrykk av hva disse skannerne er i stand til og hvor mye de koster, følger her en kort liste over de mest populære Shining 3D-modellene:

  1. Den håndholdte hybrid 3D-skanneren EinScan H har to lyskilder: hvite lysdioder og usynlig infrarødt lys. Brukerne fremhever den lette vekten, de intelligente forhåndsinnstillingene og den lettfattelige programvaren som gjør det enkelt å arbeide med enheten. Med fargekameraet får du et tredimensjonalt bilde av objektet i full farge. Skanningene er detaljerte og svært nøyaktige. Enheten er egnet for 3D-skanning av mennesker.
  2. En annen hybridmodell er 3D-skanneren EinScan Pro 2X. I motsetning til H-versjonen bruker den blå LED- og blå laserbelysningsteknologi. Det er ikke nødvendig å installere markører for å skanne. Skanneren brukes med hell til digitalisering av industriobjekter, inkludert store deler, og for å få et tredimensjonalt bilde av en person. Arbeidet utføres med høy hastighet og nøyaktighet.

Det er ingen tvil om at 3D-kroppsskanningsteknologien har et enormt potensial. Den kan endre måten vi handler klær på, og gjøre det mulig for produsentene å lage mer ergonomiske verktøy for regelmessig bruk. I tillegg gir kroppsskanning forskere muligheten til å opprette en database over menneskets morfologi og knytte den til vår historie og evolusjon.


Tags:


Comments

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *