وقتی در مورد تأثیرگذارترین فناوری‌های امروز صحبت می‌کنیم که آینده‌ای بسیار درخشان دارند، فناوری اسکن سه بعدی در واقع مستحق ذکر است. فناوری اسکن سه‌بعدی با ایجاد “توده‌‌های نقطه‌ای” از داده‌های سطح، یک روش ابتکاری را برای گرفتن دیجیتالی شکل یک جسم فیزیکی فراهم می‌کند.
فهرست مطالب
اسکنر سه بعدی چیست؟
این فناوری علی‌رغم اینکه در مراحل اولیه خود است، پیشرفت‌هایی در علم، آموزش، پزشکی، تولید و موارد دیگر ایجاد می‌کند، در حقیقت با سرعتی بسیار سریع‌تر از آنچه انتظار می‌رود در حال تبدیل شدن به بخشی از زندگی ما است. طبق برخی از آخرین گزارش‌های تحقیقات بازار، پیش‌بینی می‌شود که اسکن سه بعدی با نرخ رشد سالانه 9.6٪ تا سال 2022 رشد یابد و تا سال 2025، بازار جهانی اسکن سه بعدی تقریبا 8.04 دلار خواهد بود.
حال نکته مهمی که باید در اینجا بدانیم این است که دقیقاً چگونه این فناوری اسکن سه بعدی اثرگذار اثبات شده است و دامنه، محدودیت‌ها، کاربردهای مشترک و جنبه‌های دیگر چقدر سودمند است.
مزایای فناوری اسکن سه بعدی
صنایع مختلفی از جمله خودرو، هوافضا، پزشکی و تولید‌کنندگان در حال استفاده بهینه از فناوری اسکن سه بعدی برای بازرسی قطعات، اندازه‌گیری دقیق و اهداف دیگر هستند. بسته به نوع اسکنر مورد استفاده، فناوری اسکن سه بعدی از نظر صرفه‌جویی در وقت و منابع مزایای عظیمی را ارائه می‌دهد.
همچنین می‌توان از آن برای طراحی مجدد طرح‌ها و قسمت‌هایی که وجود ندارد استفاده کرد. به عبارت دیگر، می‌توان از آن برای مهندسی معکوس بخش جدیدی استفاده کرد که ممکن است دیگر در بازار موجود نباشد. به غیر از این، قطعات دقیق جایگزینی را می‌توان با استفاده از فناوری اسکن سه بعدی ایجاد کرد. مزیت اضافه شده این فناوری انقلابی در بخش بهداشت است.
این فناوری می‌تواند در گرفتن سریع تمام اندازه گیری‌های بدنی از هر جسم فیزیکی کمک کند، اطمینان حاصل کند که قطعات به گونه‌ای دقیق طراحی شده‌اند که در مرحله اول می‌توانند در کنار هم قرار بگیرند. علاوه بر این، می‌تواند در گرفتن بهینه‌سازی‌های مهندسی اصلی در قطعات تولیدی کمک کند. همچنین می‌توان برای ساخت مدرن روی قطعاتی که در ابتدا قبل از CAD تولید شده‌اند، مورد استفاده قرار گیرد.
چالش های اسکن سه بعدی
اگرچه می‌توان از فناوری اسکن سه بعدی در زمینه های مختلف استفاده کرد، اما چالش‌های خاصی وجود دارد که با آن همراه است. به عنوان مثال، روشنایی یکی از معیارهای اصلی برای اسکن سه‌بعدی است. اگر روشنایی کم یا زیاد باشد، می‌تواند مانعی باشد.
یکی دیگر از عواملی که می‌تواند چالش برانگیز باشد، دانش و درک درست در مورد چگونگی استفاده از فناوری برای دستیابی به بهترین نتیجه است. از فناوری سه بعدی می‌توان در زمینه‌های مختلف استفاده کرد، بنابراین برای استفاده بهینه از این فن‌آوری، آموزش مناسب لازم است.
کینلی علاقه‌مند به دانستن دیجیتالی‌کردن سه‌بعدی با توان لیزر یعنی اسکنرهای لیزری سه‌بعدی، استفاده از آنها، محدودیت‌ها و کسب اطلاعات بیشتر در مورد فناوری اسکن لیزری 3D است، با آدریان، کارشناس فناوری اسکن لیزر سه بعدی نشستیم و از وی سوال پرسیدیم. که وی گفت:
“جنبه‌های مختلفی از فناوری اسکن لیزری 3 بعدی وجود دارد. اسکنرهای لیزری قادر به ضبط میلیون‌ها نقطه هستند و تنها در چند دقیقه می‌توانند نقشه سه بعدی (سیاه و سفید یا رنگی) ایجاد کنند. اسکنرهای مختلف لیزر بسته به وظیفه ای که برای آنها تعیین کرده‌اند، دارای دقت‌های مختلفی هستند. می‌توانید از این اسکنرها در داخل خانه یا خارج از منزل استفاده کنید. با این حال، هنگام باران کمی چالش برانگیز می‌شود. دامنه پرتو اسکن لیزر از ابزار به ابزار دیگر متفاوت است. از 0m تا 70m از 0m به 130m و 0m to 330m می‌باشد.
فناوری اسکن لیزری سه بعدی
اسکنرهای لیزری سه بعدی را می توان توسط یک نفر با سهولت اداره کرد، کاملاً خودکار است، پس از فشردن دکمه “اسکن” تنها کاری که باید انجام دهید اینست که چند دقیقه صبر کنید و موقعیت/ مکان آن را حرکت داده و ادامه دهید.
از فناوری اسکن لیزری سه‌بعدی می‌توان در صنعت معماری، کارهای مرمت، نقشه برداری 3 بعدی، ایجاد محیط‌های بازی، ایجاد نقشه‌های دقیق سه بعدی و فهرست‌بندی آنها در Google Earth و سایر برنامه‌های نقشه‌برداری، در صنعت ساخت و ساز (برای نظارت بر مراحل مختلف در طول ساخت و ساز) و غیره همچنین پلیس می‌تواند از آن برای تحقیقات در مورد تصادفات اتومبیل استفاده کند.
شبیه سازی‌ها، سناریو‌ها بر اساس ضبط داده‌های تکراری، مانند نظارت بر یک ساختمان در مراحل مختلف، به راحتی با کمک اسکنرهای لیزری 3 بعدی قابل ایجاد هستند. علاوه بر این، شما به راحتی می‌توانید اسکن‌های مقیاس 1: 1 ایجاد کنید که می‌تواند برای چاپ سه بعدی مورد استفاده قرار گیرد. شما به غیر از آینه‌های آب و اشیاء بازتابنده می‌توانید همه چیز را به معنای واقعی کلمه اسکن کنید.
این موارد در دندانپزشکی و بسیاری مناطق دیگر قابل استفاده است. اگر این فناوری بی حد و مرز باشد، همه کاره‌بودن آن فقط شگفت انگیز است. با استفاده از اسکن لیزر می‌توان فرایندها را سرعت بخشید. اندازه ابزار، زمان اسکن و برچسب قیمت آن با محدودیت‌های فناوری اسکن لیزری سه‌بعدی همراه است.”
ترکیب هوش مصنوعی با اسکن سه‌بعدی در شرایطی که تصمیمات ذهنی لازم است گرفته شود، پتانسیل بیشتری را به وجود می‌آورد. فناوری ابر رایانه NVIDIA Jetson از اسکن سه‌بعدی استفاده می‌کند. با اسکنرهای سه‌بعدی مبتنی بر هوش مصنوعی، تصمیمات ذهنی با استفاده از پارامترهای مجموعه می‌تواند با سهولت انجام شود.
اسکن سه‌بعدی به بخش‌های حمل و نقل هوایی کمک می‌کند تا در صورت وجود فرو‌رفتگی را شناسایی کنند و با استفاده از هوش مصنوعی، تصمیم‌گیری در مورد این مسئله که آیا باید در آینده نزدیک مورد بررسی قرار گیرد، آسان خواهد بود. اتخاذ مقیاس بزرگ و راه‌حل‌هایی که نتیجه اسکن سه‌بعدی و هوش‌مصنوعی است، باعث بهبود صحت و کاهش تعداد ساعات می‌شود.
کاربرد فناوری اسکن سه بعدی
فناوری اسکن سه‌بعدی در بین صنایع مختلف در سراسر جهان رواج دارد. از طراحی تا استفاده در مرحله نمونه اولیه، مهندسی، تولید، کنترل کیفیت، توزیع؛ فناوری اسکن سه‌بعدی می‌تواند در بخش‌های مختلف از مزیت‌هایی برخوردار باشد. با مزایایی مانند دقت، سهولت در استفاده و تطبیق‌پذیری موجود، می‌توان از آن در بخش‌های مختلفی مانند زمینه مراقبت‌های بهداشتی، آموزش، تولید و غیره استفاده کرد.
شرکت‌هایی مانند Boeing ،NASA ،Navantia ،General Electric ،Nike ،Hershey و بسیاری دیگر در حال حاضر از بهینه‌سازی اسکن سه‌بعدی استفاده می‌کنند. بگذارید نگاهی بیندازیم که از کدام بخش‌ها / حوزه‌ها بیشترین بهره را از فناوری می‌برند.
بهداشت و درمان
می‌توان از آن برای اندازه‌گیری دقیق بیماران در مواردی که از اندام مصنوعی استفاده می‌کنند یا در صورت شکسته‌شدن یک بازوی کودک استفاده کرد، فناوری اسکن سه‌بعدی بدون مجبور‌کردن کودک به مدت طولانی در یک مکان ثابت اندازه‌گیری را سریع انجام می‌دهد. محققان قادرند با اسکن دقیق یک اندام از دست داده، می‌توانند ماکت‌های دقیقی را ایجاد کنند که ثابت کند صرفه‌جویی در وقت و هزینه است. دانشگاه Midwestern از اسکن سه بعدی و چاپ سه بعدی استفاده کرده و یک دم مصنوعی برای تمساح ساختند.
تعامل با مدل های دیجیتال و مطالعه مصنوعات
از فناوری اسکن سه‌بعدی می‌توان برای استفاده از آثار با ارزش و تاریخی که امکان لمس یا حذف به راحتی برای معاینه و مطالعه وجود ندارد استفاده کرد. اسکن سه بعدی می‌تواند به ایجاد یک مدل دیجیتالی که قابل مطالعه است کمک کند. نمونه‌ای از اسکن سه بعدی که در هنگام استفاده از اسکن سه بعدی به طور عملی مورد استفاده قرار می‌گیرد، این امکان را برای افراد فراهم می‌کند تا عملاً با اشیاء/ مصنوعات ارتباط برقرار کنند.
این فناوری به ایجاد یک مدل دیجیتال از مومیایی Sherit در موزه مصر Rosicrucian در سان خوزه، کالیفرنیا کمک کرده است. مثال دیگری که فناوری اسکن سه بعدی اثبات کرده است، اسکن یک فسیل منحصر به فرد است. مدل سه بعدی مومیایی Sherit با یک اسکنر سه‌بعدی Artec Eva ساخته شد که در نرم‌افزار Artec Studio 12 ارائه شد.
آموزش
فناوری اسکن سه بعدی توسط دانش‌آموزان برای درک بهتر تاریخ، طراحی و هنر مورد استفاده قرار می گیرد. دانشجویان موسسه میانه اقیانوس آرام در هاوایی از فناوری اسکن سه‌بعدی برای ایجاد یک موزه مجازی به عنوان بخشی از دوره‌های آموزشی خود استفاده کردند. فناوری انقلابی روشی تعاملی و مدرن را برای دانش آموزان فراهم می‌کند تا از آثار باستانی آگاهی یابند. فناوری اسکن سه‌بعدی نیز در حفظ آثار با ارزش اثربخش است.
پزشکی
از فناوری اسکن سه‌بعدی می‌توان برای ایجاد کادرهای مجازی برای دانش‌آموزان استفاده و مطالعه کرد. در دانشگاه علوم پزشکی مونپلیه در فرانسه، دانشجویان پزشکی برای کمبود اطلاعات درمورد قطعه قطعه شدن، با کمبود کسور مواجه شدند.
اساتید دانشگاه با استفاده از این فناوری شروع به ضبط دقیق تمام مراحل برش، و ارائه مدل‌های عکاسی سه‌بعدی کردند و بدین‌ترتیب یک cadaver مجازی واقع بینانه را برای دانشجویان ایجاد کردند.
اسکن سه بعدی
با دیدن سناریوی موجود در مورد چگونگی اثربخشی اسکن سه‌بعدی در بخش‌های مختلف، می‌توان تشخیص داد که آینده درخشانی در پیش دارد و تقریباً هر بخش احتمالاً در سال‌های آینده از این فناوری بهره می‌برد.
افزایش فرصت‌های یادگیری
فناوری سه بعدی می‌تواند به باز‌کردن درهای موزه کمک کند. چطور؟ با توانمندسازی متخصصان موزه در تجزیه و تحلیل ساختار داخلی اشیاء به راحتی، درهای موزه‌ها می‌توانند برای فرصت‌های یادگیری برای دانش‌آموزان و متخصصان برای کاوش باز شوند. علاوه بر این، بازدید‌کنندگان را قادر می‌سازد که اشیاء موجود در موزه را بارگیری و چاپ کنند. این قطعاً باعث افزایش آگاهی و کمک به افراد می‌شود تا اطلاعات مهمی را برای پروژه‌ها و کارهای تحقیقاتی بدست آورند.
رونق بخش تولید
اسکن سه بعدی در مراحل اولیه طراحی به صورت فایل‌های CAD قابل استفاده است. مدل‌های سه‌بعدی در بهبود دقت طراحی کمک می‌کنند. صنایع مختلف می‌توانند از بهینه‌سازی اسکن سه بعدی استفاده کنند تا نسخه‌های مختلف با همان طراحی را قبل از نهایی کردن طرح در رایانه امتحان کنید. قطعاً این امر باعث می‌شود هزینه و میزان کارهایی که انجام می‌شود، کاهش یابد.
اسکنرها می‌توانند اندازه‌گیری فیزیکی یک شی را به طور دقیق ضبط کرده و به تولید فایل‌های CAD بدون دردسر کمک کنند. همچنین، مقایسه بین طرح‌ها آسان‌تر می‌شود. قطعاً این امر می‌تواند رونق صنایع تولیدی را اثبات کند.
کنترل کیفیت
اسکن سه بعدی نقش مهمی در کنترل کیفیت دارد و تعداد صنایع سازگار با این فناوری احتمالاً در آینده افزایش می‌یابد. هوش مصنوعی با فناوری سه‌بعدی همانطور که بحث کردیم، موضوعی است که شرکت‌ها می‌توانند به راحتی به آن اعتماد کنند، سرمایه‌گذاری را با ادغام هوش مصنوعی افزایش دهند و تصمیمات ذهنی مهمی بگیرند.
در روزهای آینده، هوش مصنوعی با اسکن سه بعدی برای آموزش رایانه‌ها برای تصمیم‌گیری بر اساس معیارهای خاص استفاده خواهد شد. همچنین، این دو فناوری می‌توانند در بازرسی از دندان در هواپیما، اندازه‌گیری برداشت‌ها، از این طریق، در تصمیم‌گیری در صورت لزوم اقدام فوری یا نه، کمک کنند. کنترل کیفیت منطقه اصلی است که در آن اسکن سه بعدی می‌تواند بسیار موفق باشد.
خودکارسازی کنترل کیفیت با کمک فناوری سه بعدی منجر به کاهش خطای انسانی و ساعات کار شده و در نتیجه تأثیر مستقیمی بر هزینه‌ها و افزایش انعطاف‌پذیری در کنترل کیفیت دارد.
آینده اسکن سه بعدی
دیری نگذشته است که ما فناوری اسکن سه‌بعدی را معرفی کرده‌ایم که با سرعتی بسیار پیشرفت می‌کند. با گذشت هر روز، ما در مورد موارد استفاده از اسکن سه بعدی مطالعه می‌کنیم. اکنون می‌توانیم بگوییم که آینده 3D بسیار روشن‌تر از آنچه تصور می‌کنیم است. هوش مصنوعی یک گیلاس روی کیک خواهد بود و اسکن سه بعدی را به راحتی انجام یک فیلم‌برداری با تلفن همراه را ایجاد می‌کند.
استفاده از اسکن سه‌بعدی مطمئناً در چند سال آینده چندین برابر افزایش می‌یابد و می‌توانیم مطمئن باشیم که این فناوری واقعاً به ضرورت صنایع مختلف تبدیل می‌شود.
با بیان این، ما می‌دانیم که با پیشرفت این فناوری، به صنایع کمک زیادی می‌شود و بخش‌های مختلفی مرزها را تحت فشار قرار داده و به آنها در پیشرفت در اشکال مختلف کمک می‌کنند. فناوری اسکن سه‌بعدی به زودی تبدیل به یک بخش اساسی در زندگی روزمره ما خواهد شد.
