Iluminando el campo de la antropología forense con escáneres Artec 3D

27/09/2019

Antropólogo Forense Dr. Dennis Dirkmaat, PhD en su oficina en la Universidad de Mercyhurst

En la mayoría de los lugares del mundo, cuando la policía encuentra un cadáver o esqueleto en la naturaleza, a menudo lo embolsan rápidamente y se lo llevan. Luego, de vuelta en el laboratorio forense, o en la oficina del forense, examinan los restos e intentan determinar la causa de la muerte y otros detalles. Si le preguntas a un antropólogo forense sobre esto, te dirán que es como coger una manzana del supermercado y tratar de estudiarla para tratar de entender cómo creció, de donde proviene o sobre el árbol en sí.

En palabras del doctor Dennis Dirkmaat, antropólogo forense, "Cuando se trata de la investigación de escenas del crimen al aire libre, el contexto está enormemente subestimado". Continuó diciendo: "Se puede encontrar información extremadamente crucial en la escena donde se descubre el cuerpo, pero por lo general los investigadores ignoran por completo esa información... y, sin embargo, si sabes qué buscar, esa escena puede hablarte, y esto puede marcar la diferencia entre entender si hubo o no un crimen allí... y si lo hubo, digamos que las pruebas pueden llegar a ser incluso más obvias...".

La escena del crimen encontrada, antes de la recogida arqueológica forense de las pruebas

Desde hace más de dos décadas, el doctor Dirkmaat y sus estudiantes ayudan a la policía y a los forenses a realizar un promedio de 100 escenas de crímenes al aire libre cada año. Una vez allí, comienzan su meticulosa búsqueda, girando cada hoja y cada piedra, escudriñando cada pedazo de tierra y cada brizna de hierba a medida que localizan y marcan la distribución espacial de los restos y de cualquier material asociado a través de mapas detallados.

Restos humanos en un escenario forense con marcadores de pruebas en su lugar, después de la retirada de la vegetación y antes de la cartografía.

En el laboratorio, Dirkmaat es experto en examinar huesos y comprender qué tipo de trauma han sufrido, tanto antes como después de la muerte. Él imparte esta sabiduría a sus estudiantes, quienes, a lo largo de los meses, aprenden a saber si la persona murió por causas naturales, si fue asesinada o si se quitó la vida. Y en los casos en que los restos se encuentran dispersos, enterrados o quemados, para determinar si los huesos y las pruebas han sido movidos por los animales, el agua, el viento, la gravedad o movidos a propósito por otra persona.

En cuanto a los restos óseos humanos, una fase esencial de la investigación de Dirkmaat incluye el uso de un escáner 3D portátil para capturar digitalmente los huesos. Convierte estos escaneos en modelos virtuales 3D a color para un examen más detallado y exhaustivo, así como para archivarlos y utilizarlos en su recién creada "Enciclopedia de los Huesos", que espera se convierta rápidamente en una valiosa base de datos para investigadores de todo el mundo, lo que les permitirá buscar y analizar visualmente cualquiera de los millares de huesos en busca de las características y los detalles más importantes y, a continuación, compararlos con los huesos y con los restos mortales de cada caso en concreto.

Huesos recuperados/desaparecidos de la escena del crimen, con detalles de trauma y actividad carnívora

En el pasado, Dirkmaat utilizaba un escáner NextEngine3D para crear modelos virtuales 3D de huesos. Aunque el escáner era muy asequible por adelantado, el proceso de escaneo era largo, exigiendo una tarde entera, si no más, para escanear un conjunto estándar de restos óseos. Y a menudo había una cantidad significativa de ruido digital en los escaneos, haciendo del post-procesamiento un trabajo engorroso todos los días.

Cráneo escaneado desde diversos ángulos, con traumatismos y heridas de bala de entrada y salida visibles

Dirkmaat sabía que debía haber una forma mejor. Así que se puso en contacto con los especialistas en digitalización 3D, certificados Oro de Artec, TriMech , expertos en diseño 3D y soluciones de ingeniería en muchos sectores. Le presentaron el Artec Space Spider, un escáner 3D de mano de ultra resolución que ha sido la opción elegida para la captura digital de pequeños objetos con geometrías complejas y altos niveles de detalle. Con una precisión de punto de hasta 0,05 mm (50 micras), Space Spider aporta a la ciencia forense un nivel de detalle que va mucho más allá de lo que el ojo humano puede percibir.

El doctor Dennis Dirkmaatscanning con el Artec Space Spider

Una vez que Dirkmaat vio con qué facilidad Artec Space Spider podía escanear huesos, tomó la decisión. "En términos del escaneo en sí, me sorprendió la rapidez con la que Space Spider capturó el conjunto de huesos que estábamos escaneando. En una pasada, escaneamos todo. Y cuando vimos los escaneos y comprobamos lo limpios y detallados que eran, me di cuenta de que mi búsqueda había terminado, había encontrado la solución". "Entonces cuando recibí mi Space Spider y lo puse a trabajar en el campo, lo que vi el primer día fue que, aunque era un principiante con el escáner, lo que solía llevarme una tarde entera con mi viejo escáner, ahora me llevaba menos de una hora. Decir que estoy muy contento sería quedarse corto."

Cráneo con heridas de entrada y salida de bala

Después de la digitalización, los escaneos 3D son post-procesados en Artec Studio, el software del escáner para registrar y alinear los escaneos. También le permite exportar los modelos 3D en una variedad de formatos, así como directamente a los sistemas CAD más populares y otras aplicaciones.

Dirkmaat cree que Space Spider es "perfecto para el campo de la Tafonomía Forense", el estudio de los múltiples y superpuestos procesos (y los cambios que traen consigo) que afectan a los restos óseos, comenzando alrededor del momento de la muerte y continuando durante días, semanas e incluso años.

 Algunos de los cambios son visibles, otros invisibles (excepto a través del microscopio). Todo puede ser observado e interpretado por un investigador experimentado.

 Y la gran cantidad de patrones que forman pueden revelar a menudo detalles chocantes de cómo ocurrió una muerte. "Space Spider es una gran ayuda para el investigador forense", dijo Dirkmaat, "ya que captura rápida y fácilmente huesos a todo color, submilimétricamente en 3D, lo que significa que se pueden alcanzar niveles tan altos de detalle e identificar positivamente estos patrones de cambios grandes y pequeños".

Como dijo Dirkmaat, "Estamos dando los primeros pasos en la digitalización en 3D en el campo forense, y en mi campo de enfoque, la antropología forense... Pronto veremos que la digitalización en 3D se utiliza para capturar toda la escena del crimen, es decir, todo lo que rodea a los huesos, todo el suelo y las hojas y cualquier otra cosa que haya será capturada digitalmente exactamente como estaba cuando se hizo el descubrimiento... de esta manera, incluso mucho después de que la escena haya sido alterada, debido al clima, al tiempo y, por supuesto, a la intervención humana, podremos seguir leyendo esa escena para encontrar esas pistas reveladoras que hablarán en abundancia sobre lo que realmente sucedió allí.”

Para lograrlo, Dirkmaat ha comenzado recientemente a digitalizar con Artec Leo, un escáner 3D portátil fácil de usar que es totalmente inalámbrico. Tan sencillo como cogerlo y empezar a escanear, a la luz del día o en la oscuridad. Con una pantalla táctil incorporada para monitorear los escaneos en tiempo real, puede ver rápidamente si alguna área necesita volver a escanearse. Y con una velocidad de captura inigualable, junto con un amplio campo de visión, Leo escanea rápidamente, sin necesidad de conectar el escáner a un PC, dando a los usuarios color y resultados de alta definición de objetos medianos y grandes en cuestión de minutos.

Otro escáner Artec con el que Dirkmaat ha comenzado a trabajar es el Artec Ray, un escáner láser 3D LiDAR de largo alcance de grado metrológico que captura rápidamente grandes objetos e incluso escenas y paisajes enteros, con un alcance máximo de 110 m (360 pies). Con una velocidad de captura de datos de 208.000 puntos/segundo, en sólo unos minutos, Ray puede escanear escenas del crimen en exteriores (o interiores) con precisión submilimética.

Al combinar el trío de Artec Space Spider con Artec Leo y Artec Ray, Dirkmaat ha encontrado una solución eficaz para capturar digitalmente toda la escena del crimen con un detalle extraordinario. Con Space Spider, que proporciona la precisión submilimétrica necesaria para capturar las geometrías orgánicas y las complejidades de los huesos, y Leo, que ofrece a los usuarios el poder de escanear rápidamente objetos medianamente grandes como una tumba, o incluso un coche, en color de alta resolución, junto con Artec Ray, que permite a los investigadores escanear rápidamente la escena del crimen, desde el propio cuerpo hasta cientos de metros de distancia, tiene todo cubierto. Artec Studio permite a los usuarios combinar fácilmente los escaneos de los tres escáneres, lo que resulta en modelos 3D impresionantes y realistas.

Un desarrollo reciente y emocionante en el campo de la medicina forense para el que Dirkmaat cree que los escáneres Artec son ideales es el de la digitalización 3D y la impresión de copias de huesos realistas. Muy a menudo, a lo largo de los procedimientos judiciales, por no hablar de las investigaciones en curso, el hecho de tener los huesos presentes puede ser un factor decisivo en el resultado de un caso. Sin embargo, hacerlo puede resultar problemático, no sólo por el alto riesgo de dañar los huesos y/o corromper las pruebas de alguna manera.

La digitalización 3D cambia todo eso. Al crear copias digitales perfectamente realistas de los huesos y luego imprimirlos en 3D es posible tener réplicas de los huesos que servirán como evidencia en los tribunales y serán herramientas vitales para los investigadores. Por no mencionar que la naturaleza digital del proceso permite a los investigadores y a los investigadores de todo el mundo hacer uso de este salto tecnológico.

Por ejemplo, si la policía francesa desea comparar algunos restos humanos que muestran signos de trauma defensivo encontrados en los Alpes franceses con huesos en condiciones similares encontrados en otras partes de Europa o incluso en el extranjero, ahora pueden solicitar modelos en 3D de esos otros huesos y, en pocas horas, disponer de sus propias réplicas reales para su comparación y examen.

"Artec ha cambiado realmente la cara de la antropología forense con Space Spider, Leo y Ray. He integrado las soluciones de Artec en mi trabajo de campo diario, así como en mis clases regulares y especiales para investigadores, agentes del orden y estudiantes universitarios, y los resultados han sido espectaculares. Mis alumnos captan el proceso de digitalización rápidamente, y los niveles de detalle que obtenemos ahora, especialmente considerando el poco tiempo que se necesita para hacerlo, son realmente notables".