Il più antico T. rex de mondo e Artec 3D si incontrano di nuovo per un'installazione in un museo giapponese

04/08/2021

Di Svetlana Golubeva

Dopo il successo della ricostruzione iniziale di Trix nel 2014-2016, il team del Naturalis Biodiversity Center ha deciso di aver bisogno di uno scanner 3D tutto loro.

Considerando le opzioni disponibili, dopo attente ricerche e un dialogo con i loro fornitori olandesi, il team ha scelto Artec Space Spider come il migliore e più adatto per le loro varie attività, in termini di precisione, prestazioni e facilità d'uso. E come l'ultima volta, lo scanner è stato fornito dal partner di lunga data e ambasciatore di Artec - 4C Creative CAD CAM Consultants.

"Per noi era molto importante riprodurre i dinosauri con lo Space Spider. Abbiamo discusso su quale scanner sarebbe stato il migliore e più conveniente per noi e abbiamo scelto Space Spider perché copriva la maggior parte delle nostre esigenze", ha affermato Hanneke Jacobs, Project Manager di Dinosaurs presso Naturalis.

"Il più grande predatore che sia mai vissuto sulla Terra ha bisogno della tecnologia di scansione definitiva: Artec non ci ha deluso nemmeno questa volta!" ha detto Edwin Rappard, direttore di 4C. "Siamo orgogliosi che Naturalis abbia scelto Artec Space Spider per completare il lavoro iniziato con Artec Eva anni fa. Artec rende possibile anche combinare i dati di Eva del 2016 con i dati attuali di Space Spider: la soluzione definitiva."

Leggero ma potente, Artec Space Spider è la scelta ideale quando si tratta di catturare piccole parti con elementi geometrici complessi come ossa e vari tipi di fossili in alta risoluzione e con una precisione costante. Anche il tempismo è stato ottimo: non molto tempo prima il Centro aveva firmato un accordo con il Museo giapponese dei dinosauri di Nagasaki per costruire la prima copia di Trix, chiamata semplicemente "3D Trix." Significava che il famoso Tyrannosaurus rex e gli scanner Artec si sarebbero incontrati ancora una volta.

3D Trix: dalla scansione 3D allo scheletro assemblato

Dopo una breve sessione di formazione sul software Space Spider e Artec Studio, il modellatore 3D e anatomista di Naturalis, Pasha van Bijlert, responsabile della seconda ricostruzione digitale dello scheletro di T. rex, si è messo al lavoro.

Dopo una breve sessione di formazione su Space Spider e il software Artec Studio, il modellatore 3D van Bijlert si è messo al lavoro (Fonte: Hanneke Jacobs)

Lo scheletro Trix è composto da circa 320 ossa. La maggior parte di esse sono state già scansionate con Artec Eva, comprese le costole più vecchie, la coda e le vertebre. Ciò significava che Pasha non avrebbe dovuto scansionare di nuovo l'intero scheletro, solo le ossa che non avevano dettagli sufficienti e dovevano essere scansionate di nuovo in una qualità superiore. Ad esempio, le ossa del piede, la mascella e il teschio. Ciò ha consentito al modellatore di risparmiare molto tempo, permettendogli di concentrarsi maggiormente sulla modellazione e sul montaggio degli elementi mancanti nello scheletro 3D finale.

Utilizzando Autodesk Maya, Pasha ha per prima cosa posizionato tutti i modelli 3D scansionati già disponibili in una posa realistica e intimidatoria, un T.rex pronto a divorare la sua preda immaginaria. Successivamente ha iniziato a lavorare su ossa particolari che dovevano essere scansionate e ripristinate.

Una parte stampata in 3D della parte superiore del cranio di Trix 3D accanto al vero scheletro di Tyrannosaurus rex nel Naturalis Biodiversity Center (Fonte: Hanneke Jacobs)

Nel complesso Pasha ha impiegato solo un paio di giorni in totale per completare tutte le scansioni mancanti e un altro paio di settimane per elaborarle e combinarle in un modello 3D completo.

Il flusso di lavoro di post-elaborazione variava da osso a osso. "Se sono stato in grado di scansionare ogni osso da tutte le angolazioni, è stato semplicemente grazie a un processo di allineamento delle scansioni, a volte rimuovendo il terreno o gli oggetti circostanti, e quindi facendo una fusione in Artec Studio", ha detto Pasha, aggiungendo che non ha avuto bisogno di texture per questo compito. Parlando del suo flusso di lavoro in Artec Studio, ha continuato: "Mi piace particolarmente lo strumento di allineamento perché oltre alle scansioni individuali puoi anche allineare i modelli "finiti" in posizioni diverse."

Per alcune delle scansioni che non erano di qualità sufficiente - ad esempio, se un osso era stato scansionato prima che fosse completamente restaurato, o scansionato mentre era già montato nel telaio - è stata necessaria una post-elaborazione estesa utilizzando una combinazione di Artec Studio, Geomagic Wrap e Zbrush per rimediare ai dati mancanti.

"Dove possibile, ho specchiato o trapiantato sezioni di ossa diverse per riempire le aree piane," ha detto. "In alcuni casi, ho dovuto scolpire a mano le aree mancanti usando come riferimento alcune foto di Trix e di altri esemplari di T. rex."

“Trixifissaggio” della coda e nuova posa

Per assicurarsi che il nuovo 3D Trix sembrasse il più realistico e autentico possibile sono stati eseguiti diversi passaggi, inclusa la sostituzione di alcune ossa fuse in cattive condizioni che Trix aveva ereditato da altri esemplari - incluso un osso della coda appartenente al T. rex Stan, ora venduto in un’asta. Su richiesta del museo di Nagasaki, Pasha necessitava anche di 3D Trix in posizione di attacco.

La nuova ricostruzione del T. rex di Naturalis, 3D Trix presenta una posa d'attacco (Fonte: Hanneke Jacobs)

Mirando a ottenere una versione più realistica, il modellatore 3D ha anche avvicinato le ginocchia di 3D Trix. Osservando impronte fossilizzate di dinosauri, Pasha ha capito che la larga posizione delle gambe del Trix originale e di altri T. rex non era corretta. Ha anche spostato le ossa della colonna vertebrale più vicine rispetto all'originale dato che, per come era progettato, il nuovo modello non doveva essere smontato come lo scheletro originale.

Pronti per la stampa

Dopo l'elaborazione e la post-elaborazione, Pasha ha importato lo scheletro completo in Rhino, dove ha modellato l'armatura interna (telaio in acciaio) che sosteneva lo scheletro dall'interno.

Stampa 3D di una parte inferiore della mascella di 3D Trix (Fonte: Hanneke Jacobs)

Dopo aver tagliato il modello completo per la stampa con Simplify3D e Cura, è arrivato finalmente il momento di stampare in 3D e colorare tutte le ossa! Le parti più piccole, come unghie e denti, sono state stampate su alcune piccole stampanti Ultimaker utilizzando bioplastica PLA (acido polilattico) riciclata, un materiale forte e durevole che può essere degradato biologicamente in condizioni speciali. Le ossa più grandi sono state stampate tramite due stampanti 3D Builder Extreme 1500 per la stampa su larga scala.

Scheletro completamente assemblato di 3D Trix visualizzato nel Naturalis Biodiversity Center (Fonte: Hanneke Jacobs)

L'ultimo passaggio è stato colorare le ossa e poi infilarle una per una su un telaio di aste progettato in precedenza utilizzando il modello 3D come riferimento.

Dopo quasi un anno di stampa 3D e pittura utilizzando quasi 45 milioni di mm quadrati di vernice acrilica, la speciale ricostruzione di 3D Trix è stata completata verso la fine del 2020. La stampa e l'assemblaggio delle ossa sono stati eseguiti nella sala espositiva "Scienza dal vivo" di Naturalis, in modo che tutti i visitatori potessero assistere all'intero processo dall'inizio alla fine. Il nuovo T. rex sarebbe stato presto spedito nella sua nuova casa in Giappone.

Assemblaggio di 3D Trix da Naturalis

Leo entra in gioco

Subito dopo aver completato la nuova ricostruzione, il team di Naturalis ha deciso di aggiungere un altro scanner Artec al loro arsenale di ricostruzione e, date le dimensioni dei dinosauri, questa decisione era perfettamente sensata: si trattava di Artec Leo.

"Leo può scansionare le ossa più grandi molto facilmente, quindi ci fa risparmiare un sacco di tempo", ha detto Hanneke. "Rende la scansione molto più semplice. Inoltre, sembra anche molto futuristico quando lo usi!"

Lavorare con questi due scanner ha fornito una soluzione ideale per il team. "Ora per le ossa più piccole usiamo Space Spider, e per quelle grandi usiamo Leo. È una combinazione perfetta."

Con entrambi gli scanner a portata di mano, Hanneke e il suo team ricevono richieste di scansione anche da altri reparti del centro: "L'altro giorno ho fatto una scansione di un grande osso dell'anca di un mammut che sta venendo [ora] stampato e montato in uno scheletro. Ora che sanno che è qui, più persone sanno come trovarci. Fa parte del nostro kit di strumenti adesso."

Esplorando aree così ricche di ossa, i ricercatori dicono che probabilmente resteranno occupati per almeno i prossimi 20 anni. In effetti, il team ha già in programma di andare ovunque, dal Wyoming all'Angola.

Non vediamo l'ora di vedere cosa farà il team di Naturalis!

Il Naturalis Dream Team (da sinistra a destra): Mickel van Leeuwen, Pasha van Bijlert, Donald vd Burg, Hanneke Jacobs, Ashwin van Grevenhof, Wilco de Pineda (Fonte: Hanneke Jacobs)