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Technische Ausstattung
 

Technische Ausstattung - Scanner

Die Geräte zur 3D-Bildgebung in unserer Abteilung umfassen:

  • einen transportablen, hochauflösenden Scanner für industrielle Computertomographie (CT) zur 3D-Erfassung von großen Objekten wie fossilen cranialen und postcranialen Skelettüberresten (BIR ACTIS 225/300)

  • einen Mikro-CT Scanner als Tischgerät für kleinere Objekte wie Zähne (Skyscan 1172/100kV)

  • einen tragbaren 3D-Oberflächenscanner für Farb- und Oberflächeninformationen von größeren Objekten (Breuckmann optoTop-HE).

 

Hochauflösende CT Scan und Analysegerät

Die Abteilung für Human Evolution am MPI EVA hat den einmaligen Vorteil, zwei transportable CT Scanner zur Verfügung zu haben, die in Museen auf der ganzen Welt zum Einsatz kommen können: den hochauflösende SkyScan 1172 Mikro-CT als Tischgerät und den BIR ACTIS 225/300 Industrie-CT-Scanner. Neben der regulären Nutzung in der Abteilung für Human Evolution ermöglichen diese Geräte die Einbeziehung von Fossilsammlungen, die zuvor wegen Museumsbestimmungen oder Regierungsverboten unzugänglich waren. Auf den Hochleistungsrechnern, die eine effiziente Datenverarbeitung und die Benutzung verschiedener Analysewerkzeuge ermöglichen, ist sowohl frei zugängliche Standardsoftware als auch speziell für unser Labor für virtuelle Paläoanthropologie entworfene Software installiert.

Der SkyScan 1172 Mikro-CT ist ein neues, hochauflösendes Hochenergiegerät (100kV), das problemlos innerhalb Europas und darüber hinaus befördert werden kann, um auf zerstörungsfreie Weise Daten zu kleinen Objekten wie einzelnen Zähnen oder Rückenwirbeln zu sammeln. Objekte bis zu einer Größe von 68 mm Durchmesser können untersucht werden und Auflösungen von 0,8 bis 35 Mikron sind möglich. Dies führt zu qualita(ä)tiv sehr hochwertigen virtuellen Rekonstruktionen, die eine genaue und dauerhafte Erfassung der Probe zur Analyse oder Archivierung darstellen.

Portabler Scanner in Südafrika Doktorand Matthew Skinner bei der Bedienung des SkyScan 1172 Mikro-CT vor Ort im Transvaal Museum, Pretoria, Südafrika.

 

CT ScannerSoftwareingenieur Heiko Temming bereitet ein Fossil für die Untersuchung mit dem BIR ACTIS Industrie-CT-Scanner vor.

 

Der BIR ACTIS 225/300 ist ein speziell an die Erfordernisse der Abteilug Human Evolution angepaßtes, hochauflösendes Computertomographiesystem mit einer Mirofokus-Röntgenröhre (max. 225 kV). Es basiert auf einem industirellen CT zur zerstörungsfreien Untersuchung von diversen Objekten im Rahmen der Materialprüfung. Mittels dieses CT-Systems ist es möglich die inneren und äußeren Strukturen von fossilen und rezenten Schädel, Langknochen und Zähne dreidimensional zu erfassen und anschließend zu analysieren. Bei einer Ortsauflösung von bis zu 5 µm können somit auch feinste Details sichtbar gemacht werden. Dies gestattet eine wesentlich präzisere Erfassung, als es mit konventionellen medizinischen Bildgebungsverfahren möglich ist. Die maximale Objektgröße des Systems beträgt 300 x 600 mm. Der CT-Scanner kann in einen spezialgefertigeten, bleiumantelten Container überführt und darin betrieben werden. Dies ermöglicht den weltweiten Einsatz dieses Spezialsystems.

CT-Scanner im Kontainer Das einzigartige spezialgefertigte transportable Scanlabor, voll ausgestattet mit Klimaregelung, Hochleistungsarbeitsplätzen und Bleimantel, ermöglicht die sichere und zerstörungsfreie Datenerfassung in hoher Qualität überall auf der Welt.

 

 

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Oberflächenscans

Tim Gernat in Jebel Irhoud

Tim Gernat beim Scannen von neu entdeckten Fossilien in situ.

Für die Erstellung von reinen Oberflächenmodellen (3D) von Fossilien und Artefakten benutzen wir einen Breuckmann triTOS-He Scanner, der mit strukturiertem Licht arbeitet. Der Scanner besteht aus jeweils einer separaten Controller- und einer Sensoreinheit, die in der Regel auf einem Dreifuß installiert werden. Die Sensoreinheit ist mit einem Projektor und einer Kamera mit 1384x1036 Pixel ausgestattet. Die Kamera erfasst sowohl Informationen über die Farbe als auch über die Geometrie eines Objektes und erlaubt so die genaue Abbildung der Objektfarben auf die 3D-Daten. Der Projektor arbeitet mit einer 100 Watt Halogenlampe und kombiniert Gray-Code mit Phasenverschiebungsmethoden, um die Grenzmuster zu erzeugen, die für Aufnahmen mit strukturiertem Licht typisch sind. Bermerkenswert am triTOS-He ist der modulare Aufbau der Sensoreinheit. Kameralinsen, Projektor und der Sockel zur Verbindung von Kamera und Projektor sind austauschbar. Die maximale Auflösung und die Größe des Sichtfeldes sind variabel und hängen vom Linsensatz und der Länge des Sockels ab. Bei Aufnahmen mit kleinen Sichtfeldern können kleine Volumina in hoher Auflösung digitalisiert werden. Je größer die Sichtfelder werden, desto größere Volumina können digitalisiert werden, allerdings mit geringerer Auflösung. Mit diesem Scanner sind wir also in der Lage, Daten von Objekten zu erfassen, die in der Größe von einzelnen Zähnen bis zu ganzen Oberschenkelknochen reichen.

Scann eines Abschnittes in JonzacTim Gernat beim Scannen eines Abschnitts in Jonzac.

 

Strukturiertes LichtEin Beispiel aus Jonzac für strukturiertes Licht auf einer Oberfläche.

 

Außerdem experimentieren wir mit diesem Scanner bei archäologischen Ausgrabungen. Vor kurzem haben wir den Scanner im Freiland benutzt, um die Ausgrabungsoberflächen bei Jonzac, Roc de Marsal und Jebel Irhoud zu digitalisieren. Auf der Fundstelle bei Irhoud haben wir den Scanner benutzt, um den archäogogischen Kontext eines unlängst gefundenen Homininen in situ zu dokumentieren.

Klicken Sie hier, um  sich ein Beispiel für die Ergebnisse aus Jonzac anzusehen:

 

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