Зачем вообще в музее 3D-сканирование и 3D-печать?
Как мы первый зуб мамонта печатали
Дадим потрогать!
“
Случился у нас тут в музее день рождения. Аккурат в день Российской науки, февраля восьмого дня, так уж совпало. Родился наш новый проект «Музей в кармане». Ну, а какой же день рождения без гостей и застолья? Вышли мы на распутия дорог (в систему электронной записи билетов) и кинули клич по всему честному народу. И приготовили столы, и созвали гостей и угощали их своими байками.
А столы у нас были не простые, а поворотные. И зажгли мы светильники лазерные, да ультрафиолетовые и на удивление младого племени школярного создавали модели трехмерные, отселе не виданные.
И повели наши экскурсоводы беседу былинную про времена далёкие, времена небывалые, про зверей вымерших, невиданных, зело больших, зело страшных, на неведомых тропах свои следы оставивших.
Вели они беседу неспешную про зверей невиданных, в землю костями полёгших, да весь честной люд, наипаче люд учёный, удивляющих. До того любопытные мужи учёные удивлялися, что ватаги снаряжали в земли дальние, в края Сибирские, где нога человеческая доселе не хаживала. Кости невиданных зверей искати, да выкапывати, да в столицу Российскую привозити, и на удивление простому народу в музеоне показывати. Кости те были ветхие, мерзлотою вечною промороженные, водами талыми мутными промытые, корнями древесными обвитые.
А столы у нас были не простые, а поворотные. И зажгли мы светильники лазерные, да ультрафиолетовые и на удивление младого племени школярного создавали модели трехмерные, отселе не виданные.
И повели наши экскурсоводы беседу былинную про времена далёкие, времена небывалые, про зверей вымерших, невиданных, зело больших, зело страшных, на неведомых тропах свои следы оставивших.
Вели они беседу неспешную про зверей невиданных, в землю костями полёгших, да весь честной люд, наипаче люд учёный, удивляющих. До того любопытные мужи учёные удивлялися, что ватаги снаряжали в земли дальние, в края Сибирские, где нога человеческая доселе не хаживала. Кости невиданных зверей искати, да выкапывати, да в столицу Российскую привозити, и на удивление простому народу в музеоне показывати. Кости те были ветхие, мерзлотою вечною промороженные, водами талыми мутными промытые, корнями древесными обвитые.
Честной народ собрался слушать про 3D-технологии
Вы поняли: кости мамонта – вещь ископаемая, древняя, редкая. А в музее у нас их буквально единичные экземпляры. Между тем, путешествие по экспозиции музея начинается у нас именно со скелета мамонта – это буквально первый и, пожалуй, самый крупный экспонат музея, расположенный при входе на второй этаж. Почти каждая экскурсия начинается именно отсюда. Поэтому мамонт для нашего музея – важный символ. О нем мы тоже собираемся рассказать.
А пока начнем с малого – с зуба мамонта. Даже не мамонта, а мамонтенка. В нашей коллекции он один такой. И он уже довольно ветхий – время не пожалело его. То ли условия его хранения в вечной мерзлоте были плохие, то ли это особенность именно «детского» зуба, мы не знаем наверняка, но зуб этот постепенно разрушается. Поэтому мы решили сделать его 3D-копию. Реплику, как говорят музейщики. Для этого мы провели его сканирование с высоким разрешением, получили трехмерную модель и распечатали на 3D-принтере. Теперь, даже если что-то случится с настоящим зубом мамонтенка, у нас останется хотя бы его реплика. Напечатанный зуб получился как новенький!
К сожалению, «напечатать» настоящего мамонта наука и технологии пока не могут. Хотя, кто его знает, куда заведут ученых любознательность и жажда знаний. Генная инженерия сейчас – одна из самых динамично развивающихся областей науки.
А у нас как раз работает еще и лаборатория древней ДНК…
Первый шаг в этом направлении сделан – 3D-зуб мамонта у нас есть!
Маленькое, но для нас событие. Все новое с малого начинается.
К сожалению, «напечатать» настоящего мамонта наука и технологии пока не могут. Хотя, кто его знает, куда заведут ученых любознательность и жажда знаний. Генная инженерия сейчас – одна из самых динамично развивающихся областей науки.
А у нас как раз работает еще и лаборатория древней ДНК…
Первый шаг в этом направлении сделан – 3D-зуб мамонта у нас есть!
Маленькое, но для нас событие. Все новое с малого начинается.
Зачем в музее 3D-сканирование и 3D-печать?
- Фактор времениМногие, если не большинство биологических объектов очень хрупкие, тем более в фиксированном состоянии. Их сохранение представляет реальную проблему и неустанную заботу музейных хранителей, на которую они вынуждены тратить бездну времени. И тем не менее, само время – непобедимый враг. Рано или поздно, разрушается все. Даже самые твердые кости. Поэтому создание реплик редких и ветхих экспонатов позволяет сохранить хотя бы какое-то представление о них.
- ИзучениеПоскольку наш музей научно-исследовательский, значительная часть коллекций находится в научном обороте – ученые изучают экземпляры животных или образцы их тканей. И нередко методы исследований подразумевают разрушение объектов или их частей. Например, чтобы узнать возраст млекопитающих, рассматривают под микроскопом срезы их зубов. Но для этого зуб необходимо извлечь из челюсти и распилить. И вернуть обратно его уже невозможно. Что делать? Отсканировать и использовать вместо утраченного зуба 3D-реплику.
- ДелитьсяНаука давно перестала быть уделом одиночек. Не может она развиваться и в отдельно взятой стране. Международная сеть научных сообществ существует практически во всех областях науки. Не является исключением и зоология. В тоже время, нет музеев, которые были бы способны аккумулировать с одинаковой полнотой сборы со всех концов света. Так или иначе, в коллекциях музеев превалирует региональная специфика. Поэтому так важны межмузейные связи, когда ученые разных стран имеют возможность работать с материалом любого другого музея. Цифровое копирование позволяет на порядок упростить этот процесс: можно отсканировать тот или иной объект с требуемой детализацией и просто переправить файл по электронной почте. Дальше – либо ученый на другом конце света работает с этим файлом или распечатывает его на своем собственном принтере.
Цифровые реплики коллекционных образцов легко хранить, копировать и делиться ими. - МультисенсорностьМы привыкли воспринимать окружающий нас мир всеми пятью органами чувств – рассматривать, слушать, нюхать, пробовать на вкус… Потрогать… Что обычно происходит, если в музее, картинной галерее, на выставке чьи-то шаловливые ручки (обычно детские) тянутся к музейному объекту? Тут же появляются какие-то мало дружелюбные тёти, которых называют музейными смотрителями (будем справедливы, без них музеи быстро остались бы вообще без экспозиции) и начинают кричать: «Руками не трогать!». В цифровом музее будущего трогать можно будет все рассмотреть со всех сторон, пощупать, покрутить и потрогать. Можно будет провести пальцем по всем бороздкам и неровностям. Ощутить шершавость или наоборот, гладкость нашего объекта. Нашего музейного артефакта.
Это обеспечит невозможную в традиционной экспозиции мультисенсорность восприятия музейных объектов. - ПоказыватьЦифровыми репликами музейных экспонатов можно делиться не только с другими учеными, но и с не профессионалами. Редкие образцы, над которыми в буквальном смысле трясутся хранители коллекций, могут быть отсканированы и использованы в просветительских целях для посетителей, школьников, волонтеров и тд. Это совершенно новый формат представления коллекций и музейных объектов, которые обычно мы имеем возможность увидеть только за стеклом витрин. Открываются и невозможные ранее перспективы для целей инклюзии – слабовидящие посетители смогут осязать то, что сейчас для них совершенно недоступно, потому что хранится в витринах за стеклом.
А что, если сделать зуб мамонта из шоколада и съесть его? Незабываемое впечатление для школьника младших классов. - Прогнозировать и экспериментироватьПрогнозирование и экспериментирование на моделях.
Наши объекты очень сложные. Может быть самое сложное – это именно биологические объекты. Как их измерить? Как их нарисовать? Как описать их форму? Как на плоскости передать всю сложность этих потрясающе сложных поверхностей, передать их фактуру? 3D-модели позволяют всю эту сложность визуализировать, привлекая математический аппарат и программирование и в дальнейшем использовать, в том числе для целей инженерного моделирования биологических объектов, а также ре-инжиниринга.
Уже сейчас 3D-сканирование применяется учеными для изучения морфологических особенностей животных, изучения особенностей их эволюции и экологии. - Новая реальность3D-сканирование музейных объектов создаёт новую реальность и новое знание. Что вообще можно напечатать при помощи 3D-принтера? Оказывается, многое, очень многое! Платье для красавицы, обувь для повседневной носки, протезы, реквизит для фильма, дом, пистолет (ой…), автомобиль, музыкальные инструменты, чехол для айфона, часы, посуду…
- Учебные пособия3D-модели – идеальное наглядное пособие, незаменимое, например, в дистанционном образовании. Картинки в книгах хороши, но когда на экране монитора можно покрутить череп или скелет животного, по анатомии которого у тебя завтра экзамен – это сильно упрощает задачу студента во время подготовки. Возможность. маркировать модели подписями и комментариями делает 3D-модели еще более информационно насыщенными.
Опасности музейного хранения
“
Будь то зоологический музей, галерея картин, выставка древнегреческих скульптур или здания, имеющие историческую ценность, всё это подвержено множеству опасностей:
ВременнЫе изменения.
Время – главный враг всех музеев. Время разрушает все. Все коллекции. Даже многие камни и минералы со временем тускнеют, обесцвечиваются и разрушаются. Что же говорить о зоологических коллекциях. А ведь их собирали наши предшественники. Трудились, ездили в далекие экспедиции, поднимались в горы, пересекали пустыни и непроходимые дебри тайги. Страдали от гнуса в тундре. И собирали наши коллекции. Их сейчас 10 миллионов. И их очень легко потерять. Это не только уникальные научные образцы, это еще наша историческая память, часть наших воспоминаний.
Многие материалы сами по себе могут терять присущие им свойства (по причине естественного распада материалов, под воздействием света, кислорода воздуха и т. п.). Так, многие чучела животных в зоологических музеях начинают лысеть, шкура портится, трескается, а перья рассыпаются. Окраска бабочек и оперения птиц сильно подвержена обесцвечиванию под действием прямых солнечных лучей. Через десятки лет чучела животных и засушенные бабочки, особенно яркие, теряют свой цвет. Для их сохранения коллекции затеняют, однако недостаток света делает бессмысленным сам процесс экспонирования подобных объектов в публичном пространстве музея.
Время – главный враг всех музеев. Время разрушает все. Все коллекции. Даже многие камни и минералы со временем тускнеют, обесцвечиваются и разрушаются. Что же говорить о зоологических коллекциях. А ведь их собирали наши предшественники. Трудились, ездили в далекие экспедиции, поднимались в горы, пересекали пустыни и непроходимые дебри тайги. Страдали от гнуса в тундре. И собирали наши коллекции. Их сейчас 10 миллионов. И их очень легко потерять. Это не только уникальные научные образцы, это еще наша историческая память, часть наших воспоминаний.
Многие материалы сами по себе могут терять присущие им свойства (по причине естественного распада материалов, под воздействием света, кислорода воздуха и т. п.). Так, многие чучела животных в зоологических музеях начинают лысеть, шкура портится, трескается, а перья рассыпаются. Окраска бабочек и оперения птиц сильно подвержена обесцвечиванию под действием прямых солнечных лучей. Через десятки лет чучела животных и засушенные бабочки, особенно яркие, теряют свой цвет. Для их сохранения коллекции затеняют, однако недостаток света делает бессмысленным сам процесс экспонирования подобных объектов в публичном пространстве музея.
Вредители. Даже хорошо обработанные экспонаты не защищены на 100% от действия бактерий, специализированных сапротрофных насекомых, их личинок или грибков. Эта проблема существует одинаково как для музейных экспонатов в виде чучел, тушек, шкуров, крыльев и любых других высушенных дериватов, так и для гербариев, и, например, для исторических зданий с деревянными перекрытиями. Не спасают даже, казалось бы герметично закрытые хранилища, шкафы и специальные коробки. Кожееды практически вездесущи. Кроме того, они могут попадать в коллекции с новыми поступлениями.
Человеческий фактор. Не все наши сограждане сознательны, ответственны и культурно образованны. К сожалению, в музеях случаются кражи и акты сознательного вреда, вандализма и порчи экспонатов.
Частично (в перспективе — полностью) все эти проблемы решаются с помощью 3D-моделирования и технологий виртуальной или дополненной цифровой реальности, а также экспонированием реплик вместо дорогостоящих или редких оригиналов.
Чистая эстетика 3D-сканирования
Задумайтесь об этом, когда придете в Зоологический музей МГУ.