Roboter-Dinosaurier in 3D mit fossilen Vorlagen gedruckt

MANTUA TOWNSHIP, NEW JERSEY – gefunden ein Bastler das erste fast vollständige Dinosaurierskelett in New Jersey im Jahre 1858 während der Ära der Herren Wissenschaftler, Gaslampen und extrem geraffte Röcke. Ein Jahrhundert und eine Hälfte später, arbeiten Paläontologen noch in einem Graben im südlichen Teil des Staates. Kenneth Lacovara, ein Paläontologe an der Drexel University in Philadelphia, die Website von Generationen von Paläontologen vor ihm geerbt.

Jedoch sind einige Haller Pläne für was er hier findet ganz neu. In den letzten Jahren hat er ein paar Projekte, die mit der neuesten Technologie für Paläontologie begann. Seine neuesten Pläne gehören Roboter Dinosaurier mit einem 3D-Drucker.

"Ich denke, ich hatte immer eine Vorliebe für die Einführung der neuesten Technologies, wenn sie verfügbar sind," sagte er InnovationNewsDaily.

Die Dig Seite sieht auf einmal überirdische und ein wenig wie eine gemütliche Marsh. Ein ehemaliges Bergwerk, es ist eine riesige Schüssel tief in die Erde gegraben. Alles in die Schüssel setzt aus nassen, schwarzen Sand: Wände, Boden und Hügel aus Sand auf dem Boden herum aufgetürmt. Rinnsale der Eisen-gefärbten Wasser schneiden durch den Boden der Depression. Eine Bevölkerung von Sumpf Gräser wächst um ein Eisen-rote Teich an einem Ende der Schüssel.

Viele Zeiträume sind hier vertreten. Es ist die Erinnerung des viktorianischen Zeitalters, der Blütezeit der New Jersey Paläontologie. Es gibt die Austern, Fische, Schildkröten, Krokodile und Schwimmen Komodo-Warane genannt Mosasaurs, die einst in einem Ozean hier vor etwa 65 Millionen Jahren lebten. Und es gibt einen Hauch der Zukunft, wie einige der Haller Hightech-Methoden wahrscheinlich in der Zukunft zu einer üblichen Bestandteil der Paläontologie Praxis sind, externe Experten sagen.

Digitale Datenbanken für Fossilien

Laserscanner, 3D Drucker und digitale Datenbanken sind erst am Anfang, Zugkraft unter Paläontologen zu gewinnen. Die meisten haben einen 3D-Drucker verwendet, aber jeder kennt jemanden, der hat, sagte Daniel Fisher, ein Paläontologe an der University of Michigan, Laserscanning verwendet, und 3D-Druck.

"Ich glaube, das schnell ändert," sagte er. "Wie eine neue Generation von Studenten kommen, wurden viele von ihnen irgendwie dazu ausgesetzt. Da Menschen bewusst sind, werden sie anfangen, es zu benutzen." [10 unglaubliche 3-d-Druckerzeugnisse]

Haller Labor in Philadelphia ist ein Beispiel. Er ist stolz darauf, dass Schüler, die er Mentoren komfortabel mit der neuen Technologie werden, er hat für das Labor gekauft und nennt sich altmodisch im Vergleich mit ihnen. Am Vortag InnovationNewsDaily besuchte die New Jersey-Dig, wir sahen Athena Patel, Student studiert Biologie, Scan einen versteinerten Fische Schädel mit Hilfe eines Lasers Haller erworben das vergangenen März.

Der Laser über die Oberfläche des Schädels gefegt, auftauchte sammeln Millionen von Datenpunkten und sendet sie an einen Laptop, wo ein 3D-Modell des Fossils auf dem Bildschirm. Dies war einer von mehreren Scans Patel nahm. Jede einzelne Sweep vermisst einige Bereiche des Schädels, und so zwischen Scans, verwendet sie ein Computerprogramm zum Line-up Mehrfachscans, ein vollständiges Bild des Fossils zu bekommen.

Später benutzte sie ein anderes Computerprogramm zur Neugestaltung des Schädels, die während Versteinerung dem Erdboden gleichgemacht. "So können wir eine schöne 3D-Ansicht des wie sie, statt hier, dieser Fisch-Pfannkuchen aussah", erklärte Haller.

Da sie ihre eigenen Laser-Scanner bekommen haben und nicht mehr einem anderen Labor-Ausrüstung ausleihen müssen, will Haller jede wichtige fossile scannen, was er hat. Er will eine digitale Version der Boden bis zur Decke Schublade Einheiten zu bauen und bubble Wrap gesäumten Regale in seinem Labor, gefüllt mit Originalexemplare sind er und seine Studenten aus Patagonien und New Jersey ausgegraben. Es werden eine Fossiliensammlung, die nie im Laufe der Zeit verschlechtern oder Proben zu verlegen. "Sie überrascht, wieviele Male verlor Exemplare in Museen sein würde", sagte Haller.

Fisher, erzählt zusammen mit Paläontologen von der University of California in Berkeley und dem Canadian Museum of Nature, InnovationNewsDaily wie hilfreich digitalisierten fossilen Sammlungen sind; alle drei Institutionen schaffen sie. Mit digitalen 3D-Daten brauchen nicht Wissenschaftler, die ein Fossil statt in einem anderen Labor im Ausland studieren wollen, zu reisen, um dies zu tun. Zwei Paläontologen überall auf der Welt werden in der Lage, Blick auf das gleiche Fossil gleichzeitig und gemeinsam analysiert. Wissenschaftler können verzerrte Fossilien, wie der "Fisch-Pfannkuchen" fix Patel gescannt oder Animationen daraus, was das Canadian Museum of Nature für ihre Anzeigen erstellen.

Laserscanning wahrscheinlich so weit verbreitet wie Mikroskope in Paläontologie Labors werden, sagte Fischer. "Wahrscheinlich der Tag wird kommen wenn die meisten Labore Zugang haben zu einen qualitativ hochwertigen Digitizer haben," sagte er.

Vielleicht zukünftigen Paläontologen Hyperlinks zu digitalisierten Versionen ihrer Fossilien jedes Papier zur Verfügung zu stellen, die sie veröffentlichen müssen, sagte Haller. Die den wissenschaftlichen Prozess der Überprüfung anderer Ergebnisse verbessern, sagte er.

3D gedruckte Dino-Knochen

Eine der spannendsten Anwendungen für digitale Daten ist, dass Wissenschaftler in der Lage, schicken sie Sie 3D Drucker und drucken Sie sie dann in Kunststoff Repliken von der real Deal. Forscher können dann mit der Faksimiles arbeiten speichern die originale um sie in einem besseren Zustand zu bewahren. Für Haller sagte er, er will mit den ausdrucken Dinosaurier Roboter zu bauen und zu studieren, wie die Tiere transportiert.

Nur hinunter den Block aus dem Haller sein Labor hat Biologie-Gebäude, beherbergt Ingenieur James Tangorra Lab einen 3D-Drucker, Fisch-Roboter in unterschiedlichen Staaten der Demontage und einen Behälter mit Wasser die Größe von einem Couchtisch. Tangorra Studien wie die natürliche, effiziente Bewegung von Tieren in Roboter zu imitieren. Er arbeitet an Roboter-Muskeln Anfügen an Haller 3D gedruckte Knochen zu schaffen. Wenn er fertig ist, werde er die Knochen in seinem Labor zu drucken. [Sprung Eidechsen! Tail hilft Roboter halten Balance]

Einer der ersten Roboter, die Tangorra und Haller zusammen zu machen ist das Glied des einen Sauropod, ein Mitglied der Familie der großen Pflanzenfresser, die Apatosaurs, im Volksmund bekannt als Brontosaurier enthält. Skalieren sie das Glied: Haller ist auf die gleiche Weise, die Menschen PDFs verkleinern können, reduzieren, die digitalen Daten aus einem Laserscan nur 2 oder 3 Prozent der ursprünglichen Größe. Ansonsten ist ein Full-Size-Sauropod Glied unmöglich sogar für ihn und ein Team von Studenten zu heben.

Haller Stück zusammen die Beinknochen in verschiedenen Konfigurationen, auf der Suche nach der Energie-effizienteste Design. In gewisser Weise werde er Evolution, repliziert werden sagte er, durch verschiedene Mutationen ausprobieren und sehen, was am besten funktioniert. Wissenschaftler glauben, dass die effizienteste skelettartige Anordnung der real sein wird das Tier hatte, wenn er am Leben war, erklärte er, da ein Pflanzenfresser, die die Waage mit 60 Tonnen wahrscheinlich kippte die Energie gespeichert, was, die es könnte. "Man will mehr teuer für Ineffizienzen als, sagen wir, du oder ich würde", sagte er. Wie es war, mussten ein Sauropod wahrscheinlich essen ungefähr eine Tonne der Blätter pro Tag, um seinen Energiebedarf zu decken.

Wissenschaftler führen auch solche Effizienz Studien ausschließlich auf einem Computer mit einem Programm zum Bearbeiten der 3D Daten von einem Laserscan. Diese Methode funktioniert gut, und besteht keine Notwendigkeit zum ausdrucken, Knochen, sagte oft, Fisher. Die meisten Wissenschaftler in Zukunft diese Methode verwenden können, weil 3D-Druck wahrscheinlich zu aufwendig und teuer bleiben, sagte er voraus.

Der Vorteil des Erhaltens eines Ausdrucks ist, dass kein Programm genau die Mathematik und Physik der realen Welt repliziert, sagte Haller. Eine Programm kann Variablen, die, denen der Programmierer nicht denken, weglassen, aber es besteht keine Gefahr, dass in der realen Welt. Es kann sogar sein Kräfte auf Skelette, die kein Wissenschaftler kennt, "aber sie immer noch da im System, denn das ist die Art und Weise die reale Welt funktioniert", sagte er.

Neben der Fortbewegung Studien können Paläontologie 3D-Druck auf andere Weise als auch Haller und Fisher sagte. Zum Beispiel könnte es helfen, Wissenschaftler, die in den Knochen zu füllen, die ihre Fossilien fehlen. InnovationNewsDailys Besuchs Haller zog eines seiner Lab Schubladen, einem versteinerten Meer Schildkrötenpanzer aus New Jersey zu offenbaren, das erste Exemplar, das er jemals laser gescannt. Die Schale war fast perfekt, außer einer großen fehlende Platte oder Rippe, auf die Schildkröte links. Dennoch war dort die rechten Rippe. Haller sagte, er könnte die Laser gescannt 3D Daten über die richtige Rib und invertiere es auf einem Computer, die digitale Pläne für 3D Druck der linken Rippe erstellen.

Vor dem 3D Scannen wäre solche Inversionen schwierig durchzuführen. Der Paläontologe müssten die Form für die fehlenden Rippe von hand zu erstellen so dass er oder sie eine genaue Künstler sein müssen, sagte Fischer. Auf der anderen Seite kann ein Computerprogramm eine perfekte Inversion mit einem Klick erstellen.

3D Drucker könnte auch Tabletop Unterrichtsmodelle oder Museumsausstellungen machen. "Denken Sie daran, sie können auch in Farbe drucken" Haller sagte, d.h. ein Modell 3D gedruckte Museum könnte eingefärbt um echten Knochen aussehen. Ein Paläontologe wäre leicht in der Lage, den Unterschied zu erkennen, fügte er hinzu, aber die Besucher des Museums würde nicht.

Altmodische Feldarbeit

Wieder heraus wurde in New Jersey, jedoch die Technologie wie die Schüler fuhren Schule vans zum Parkplatz Kies durch die Bergbau-Fabrik zurückgelassen, die besitzt die Website, dann ging durch ein Waldgebiet in den Graben. Wenn sie viele der gleichen Tools im Schlamm, als ihren viktorianischen Vorgängern verwendet: Spaten und Schaufeln für den Übergang zur Seite die schwarzen Sand-Hügel; Schlitz Schraubendreher und Pinsel für feinere Arbeiten. Ein Paare Studenten sprach über ihre Liebe zu ruhigeren Städte in Montana und Upstate New York sagen sie vorstellen konnte, lebt in New York, wo InnovationNewsDaily basiert.

"Vielleicht mehr als andere Wissenschaft Paläontologie eine historische Perspektive hat", sagte Haller. Jedes Papier ein Paläontologe schreibt über ein bestimmtes Graben oder Arten hat, über die Geschichte der sprechen, dass Bereich oder Tier, Haller sagte, so Paläontologen am Ende lernen über ihre Vorgänger. "Die alten Paläontologen gehen wirklich nie genügend Arbeitsspeicher."

Trotz der spannenden Technologie hat er im Labor, sagte Haller, er mag Arbeit vor Ort am besten, zu. Beim Arbeiten in Patagonien lebt er in einem Zelt für Monate hintereinander. Wieder zu Hause hält er in den Vororten, Hühner und Bienen. "Du weißt, Prospektion, die Aufregung der Entdeckung und die Zufriedenheit der Dinge vom Boden entstehen, wie Sie auszugraben, zu sehen," sagte er. "Es ist nur gut, hier raus."

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