Rivelare il volto di Robert the Bruce, Re degli Scoti: utilizzare la scansione 3D in medicina legale e archeologia

Face Lab 3D, di Liverpool, utilizza la tecnologia di scansione 3D Artec per la ricerca forense e archeologica, installazioni artistiche e il nuovo programma post-laurea in scienze MA Art.

Face Lab è un gruppo di ricerca con sede presso la Liverpool School of Art and Design della Liverpool John Moores University. Il gruppo svolge ricerche forensi e archeologiche, nonché attività di consulenza per organizzazioni come polizia, musei nazionali e internazionali e istituti forensi.

Utilizzando la scansione 3D e altre tecnologie all'avanguardia, Face Lab svolge un'analisi craniofacciale che identifica corpi sconosciuti nelle indagini forensi o figure storiche per operazioni archeologiche. Il team produce immagini facciali per casi forensi dopo la scoperta di corpi in stato di decomposizione e collabora con gli archeologi per ricostruire l’aspetto dei defunti basandosi su teschi e testimonianze storiche.

La ricerca relativa alla decomposizione post-mortem, alla ricostruzione craniofacciale, all'etica e all'animazione facciale viene condotta in un laboratorio altamente specializzato dotato delle più recenti tecnologie, tra cui scanner e stampanti 3D, nonché modellazione 3D, applicazione di texture, animazione e Software di ricostruzione haptic. Face Lab rende accessibile la sua ricerca attraverso il suo impegno pubblico e il contributo espositivo a livello mondiale.

Mark Roughley di Face Lab scansiona un volto durante un recente evento pubblico

Artec Spider entra a far parte degli strumenti Face Lab

Face Lab si è rivolto a Patrick Thorn & Co., il Gold Partner britannico di Artec per acquistare uno scanner 3D ad alta precisione Artec Spider insieme ad un battery pack Artec per sostituire il suo scanner 3D palmare obsoleto che aveva una risoluzione più bassa e non catturava il colore.

"Abbiamo conosciuto Patrick mentre stava facendo una dimostrazione ad un'altra parte dell'Università", afferma Mark Roughley, assistente di ricerca e insegnamento presso il Face Lab e il programma MA Art in Scienze.

All'atto dell'ordine, Patrick ha installato il sistema Artec e ha condotto un corso di formazione di un giorno che copre le funzionalità dello scanner e del software di scansione e post-elaborazione Artec Studio 3D.

"Il semplice sistema Artec è portatile e preciso, due fattori importanti quando si utilizza lo scanner per catturare i resti umani per la ricostruzione facciale 3D, specialmente in situazioni esterne dove la batteria Artec è essenziale", afferma Mark.

Un membro del team Face Lab analizza i resti del 'Liffs Low Man' nel museo di Buxton

La capacità di catturare il colore ha suscitato l’interesse del team di Face Lab, si tratta infatti di un aspetto estremamente vantaggioso per la loro ricerca nell'animazione del viso: avere facce 3D contenenti texture fotografiche consente al team di produrre animazioni facciali più realistiche. Face Lab sta anche creando un database di facce 3D e tratti facciali (come le orecchie) con texture fotografiche che possono essere utilizzate per aggiungere una pelle realistica alle rappresentazioni archeologiche 3D nei software di modellazione 3D come ZBrush.

Artec Spider consente una rapida e accurata scansione dei crani umani, che era difficile da eseguire prima della scansione 3D. Questa funzionalità è parte integrante del flusso di lavoro 3D di Face Lab durante la produzione di ritratti facciali di persone del passato.

Una scansione 3D di un volto con texture fotografiche catturate utilizzando l'Artec Spider

Ricostruzione del volto di Robert the Bruce, re degli scozzesi

Anche se Face Lab è stato fondata solo nel 2014, i ricercatori del gruppo hanno avuto un enorme successo nelle loro analisi craniofacciali. La più recente rappresentazione facciale di Robert the Bruce, re degli scozzesi dal 1306 al 1329, prodotta in collaborazione con l'Università di Glasgow, è iniziata con la scansione 3D di uno dei pochi calchi del cranio di Robert, prestito dal Museo scozzese di Hunterian. Questo è stato il primo passo per avviare il processo di ricostruzione del viso in 3D utilizzando il sistema di scultura aptico utilizzato dal team Face Lab. Le immagini di Robert the Bruce hanno ottenuto pubblicità internazionale quando sono state pubblicate nel dicembre 2016 e sono state presentate in un documentario BBC Alba intitolato "Ceann an Righ".

Robert the Bruce: le fasi della ricostruzione del viso. Immagine per gentile concessione di Face Lab LJMU e University of Glasgow

Lo scanner Artec Spider di Face Lab ha viaggiato per tutta Europa e il Regno Unito per la scansione di resti umani. La sua portabilità ha permesso a Face Lab di eseguire la scansione di resti umani in loco e all'interno di ristrette collezioni museali. Alcune delle raffigurazioni visive finali iniziate con una scansione 3D dello Spider, possono essere trovate nel Bryggens Museum in Norvegia e nel Museo Buxton e nel Trinity College di Dublino.

Scansioni per installazioni artistiche

Face Lab ha lavorato con la bio-artista Gina Czarnecki e il professor John Hunt nel 2015 attraverso il loro progetto "Heirloom", che da allora è stato esposto in tutto il mondo, e più recentemente a FACT (la Fondazione per l'arte e la tecnologia creativa) a Liverpool nella loro mostra ‘No Such Thing as Gravity’. Utilizzando Artec Spider, Face Lab 3D ha scansionato i volti delle figlie di Gina con l'intenzione dell'artista di stampare i loro volti in bio-vetro e poi creare ritratti vivi in 3D delle due figlie sui delicati visi di vetro, coltivando cellule raccolte all'interno della loro bocca.

Gina Czarnecki e il professore John Hunt 'Heirloom' 2017. L’immagine è una gentile concessione di FACT

Nel 2016 il Face Lab ha collaborato con i candidati del premio Turner, Jane e Louise Wilson nella loro mostra ‘Undead Sun: We Put the World before You’ al MIMA (Middlesbrough Institute of Modern Art). Face Lab ha esaminato i volti degli artisti (Jane e Louise sono gemelle identiche) e usando questi dati 3D, hanno prodotto animazioni delle loro facce che si trasformano l’una nell’altra, che scaturiscono nella creazione di un volto intermedio di Jane / Louise. Questo filmato è stato incluso nella loro installazione, accanto a una stampa 3D del volto intermedio generato che è stato sfigurato con ferite che simboleggiano quelle inflitte ai soldati della prima guerra mondiale.

Il progetto di Jane e Louise Wilson ‘We Put the World before You’ nel 2016. L’immagine è stata gentilmente concessa dagli artisti.

L’inizio del programma post-laurea l'arte MA Art in Scienze presso la Scuola di Arte e Design di Liverpool

Caroline Wilkinson, Mark Roughley e Kathryn Smith del team Face Lab hanno istituito un programma post-laurea nel 2016 presso la Scuola di Arte e Design Liverpool, dal titolo MA Art in Scienze. Il programma è un'opportunità unica per gli artisti di collaborare con i settori della sanità pubblica, dell’astrofisica, della scienza sportiva, della tecnologia, dei musei, del calcolo, della medicina e delle indagini forensi. Come parte del programma, le pratiche 3D di Face Lab vengono mostrate agli studenti tramite sessioni di formazione con Artec Spider e relativo software. Attualmente due studenti stanno completando progetti di ricerca utilizzando le soluzioni Artec.

"Fin dall'acquisto dello scanner, il supporto di Patrick Thorn e Artec è stato eccellente", afferma Mark. "Abbiamo ricevuto aggiornamenti del software Artec Studio che hanno semplificato moltissimo il processo di scansione. L'aggiornamento, che include la funzione Autopilot, semplifica ulteriormente l'elaborazione – un miglioramento fondamentale per gli studenti e per tutti i tipi di utenti.

Una scansione 3D di Artec Spider come parte di un progetto degli studenti MA Art in Scienze per creare un database di scansioni di orecchi in 3D

"Artec Spider sta consentendo a Face Lab e agli studenti del MA Art in Scienze di studiare nuove aree di ricerca nei campi dell’arte e della scienza e di interagire con artisti e musei in modi nuovi e interessanti", afferma Mark. "Lavorare con Artec e Patrick Thorn ha reso questa soluzione facile da integrare e inestimabile per molti dei nostri processi. Se avessi bisogno di un altro scanner, non esiterei a mettermi in contatto con loro".