Forskere fra DTU Fysik og DTU Compute har i marts 2021 hjulpet Statens Naturhistoriske Museum i København med 3D-scanning af et 66 millioner år gammelt Tyrannosaurus rex-kranie, kaldet Casper. Scanningen er sket på 3D Imaging Center, 3DIM, i Lyngby i regi af det danske projekt DaSSCo, hvor Danmarks naturhistoriske museer sammen med DTU og med penge fra Uddannelses- og Forskningsministeriet skal opbygge en national platform for digitalisering af naturhistoriske samlinger. Foto: 3DIM

DTU 3D-skanner dinosaur-kranie

Wednesday 21 Apr 21

Contact

Anders Bjorholm Dahl
Professor MSO, Head of Section
DTU Compute
+45 45 25 39 07

Contact

Carsten Gundlach
Senior Research Officer
DTU Physics
+45 22 38 42 41

Projektet DaSSco

  • DaSSco - Danish System of Scientific Collections - er en del af det paneuropæiske DiSSco Distributed System of Scientific Collections, der tæller cirka 120 institutioner i 21 lande.
  • Målet er at gøre de mere end 1,5 milliarder genstande i alle de naturvidenskabelige samlinger i Europa digitalt tilgængelige i åbne databaser.
  • Med en bevilling på knap 30 millioner kroner fra Uddannelses- og Forskningsministeriets Pulje til Forskningsinfrastruktur skal de store samlinger på Statens Naturhistoriske Museum, Naturhistorisk Museum i Aarhus og Science Museerne på Aarhus Universitet nu digitaliseres.
  • DTU skal hjælpe med teknisk metodeudvikling til skanning af museumseksemplarerne.
  • BEMÆRK: Videoen herunder åbner i en ny browser på YouTube. Videoen viser skanningsbilleder af højre underkæbe på Casper.
    Link til 3D-video med Casper

Kort om T-rex Casper

  • Tyrannosaurus rex bliver kaldt for dinosaurernes konge. Arten levede i 2,4 millioner år frem til slutningen af kridttiden, hvor Jorden blev ramt af en meteor og flere vulkanudbrud, der formørkede hele kloden. Først forsvandt planter, så uddøde plantespiserne, som Tyrannosaurus rex levede af, og så uddøde arten.
  • Fossilet skannet på DTU er 66-68 millioner år gammelt.
  • Kraniet måler cirka 50 cm og stammer fra en 6-7 år gammel Tyrannosaurus rex. Det er udgravet i nærheden af byen Casper i Wyoming i USA, konserveret på et palæontologisk værksted i Canada og bliver nu udstillet på Statens Naturhistoriske Museum i København, udlånt af en dansk samler.
  • Der findes bare 40 Tyrannosaurus rex-skeletter i verden, heraf kun seks såkaldt juvenile (ungdyr) under 14 år. Antallet dækker over alt fra små rester af fossiler til større skeletdele. Casper er et forholdsvis komplet kranium med cirka 60 procent originalt materiale, hvilket gør det til et af de mest komplette kranier, der er fundet i verden.

Kilde: Statens Naturhistoriske Museum

DTU Compute og DTU Fysik vil udvikle nye metoder til at (masse)digitalisere naturarvens dyr og insekter, så museumsgenstandene bliver tilgængelige for alle, og man samtidigt bevarer digitale kopier.

I al hemmelighed har et 66 millioner år gammelt Tyrannosaurus Rex-kranium været en tur forbi DTU i Lyngby i foråret. Her har forskere fra DTU’s 3D Imaging Center, 3DIM, hjulpet Statens Naturhistoriske Museum i København med 3D-skanning og databehandling af billeder af de jordiske rester af dinosaurkraniet kaldt Casper.

Fossilet er blevet overfladeskannet, og CT-skannet og bliver nu udstillet på museet, mens 3D-billederne er ved at blive bearbejdet.

”Med dinosaur-skanningen skaber vi sammenhæng mellem den tekniske forskning hos os og den naturhistoriske forskning på museerne, og vi viser bredden af anvendelsesmulighederne af 3D-billedanalyser. Digitalisering kan både give ny viden om naturhistoriske genstande og gøre det muligt at udstille ting, som normalt er gemt væk,” fortæller Anders Bjorholm Dahl, professor på DTU Compute og sektionsleder for Visual Computing.

Skanningen er sket i regi af det danske projekt DaSSco, hvor Danmarks naturhistoriske museer sammen med DTU og med penge fra Uddannelses- og Forskningsministeriet skal opbygge en national platform for digitalisering af naturhistoriske samlinger. Næste skridt bliver, at DTU går i gang med at udvikle metoder til hurtigere skanning samt massedigitalisering fx af insekter.

Machine learning til hjælp

Når Anders Bjorholm Dahl, seniorforskningsingeniør Carsten Gundlach fra DTU Fysik og deres kolleger til dagligt arbejder med digitale modeller af blandt andet isbjørne-kranier, skaber de geometriske repræsentationer ud fra billeder i gråtoner. 3D-billederne gør det muligt at måle morfologiske karakteristika, så man let kan sammenligne og se, om der fx er forskel på størrelsen af kranier før og efter, at industrialiseringen begyndte. 

"Med dinosaur-scanningen skaber vi sammenhæng mellem den tekniske forskning hos os og den naturhistoriske forskning på museerne, og vi viser bredden af anvendelsesmuligheder af 3D-billedanalyser."
Anders Bjorholm Dahl, professor på DTU Compute og sektionsleder for Visual Computing.

Optagelserne af billederne i de særlige mikro-CT-skannere tager op til 24 timer afhængigt af, hvad man skanner. Den proces vil forskerne gerne gøre hurtigere gennem automatisering og udvikling af ny teknologi.

”Machine learning gør det muligt at måle ting i et omfang, som vi ikke tidligere har gjort. Samtidig bliver skanningen hurtigere. I dag tager det fire timer at skanne et isbjørne-kranie, men ved hjælp af forskningen i 3DIM forventer vi at kunne udvikle et system, hvor skanningen tager ned til 10 minutter, og stadig bevare den høje detaljeringsgrad i billederne, som vi har i dag. For at få udnyttelse af den hastighed er der brug for en robot til at fodre skannerne døgnet rundt. Samtidigt vil mængden af datasæt stige, og her er machine learning et vigtigt værktøj til at kunne analyser den større datamængde,” fortæller Carsten Gundlach.

Data opsamlet ved lysets hastighed

 DTU vil også gerne vise, hvordan man ved hjælp af synkrotronen MAX IV i Lund i Sverige kan massedigitalisere naturarven, så det går hurtigt. 

I den ringformede partikelaccelerator accelereres elektroner op til næsten lysets hastighed, mens de kører rundt styret af magnetfelter og afbøjes af ringen, hvorved der dannes røntgenstråler. Ved hjælp af røntgenstrålerne kan man undersøge strukturen i materialer ned på atomart niveau, og røntgenstrålerne er mange milliarder gange kraftigere end udstyr på sygehuse.

”Til gengæld kan vi ikke se på særlig store ting, men højst få mm. Det passer meget godt med mange af de over 10 millioner insekter, som findes på Statens Naturhistoriske Museum,” siger Anders Bjorholm Dahl.

I forvejen er 3D Imaging Center sammen med Aarhus Universitet ved at bygge forsøgslinjen DanMAX på MAX IV; en såkaldt beamline, hvor udstyret er tilpasset bestemte typer prøver, og hvor robotarme placerer prøverne i særlige holdere.

Beamlinen skal være klar i slutningen af 2021, og det er planen, at man blandt andet skal lave eksperimenter med netop massedigitalisering af insekter fra Danmark.

Digitaliseringen skaber nye muligheder for museerne

Digitaliseringen af naturarven i DaSSco-projektet handler primært om at kunne dele og formidle viden gennem en åben database. Digitaliseringen rummer dog også andre spændende perspektiver for museernes samlinger, forklarer Peter C. Kjærgaard, professor og direktør for Statens Naturhistoriske Museum:

”Digitalisering giver os helt nye muligheder for at stille og besvare spørgsmål, som vi tidligere kun kunne drømme om. Med cirka 14 millioner genstande har vi Danmarks suverænt største museumssamling. Den spænder fra meteoritter, der er ældre end solsystemet selv, til dyr og planter fra hele Jordens historie. Vi har både de helt unikke genstande og lange tidsserier, der gør det muligt at studere vigtige begivenheder i livets historie og effekter af klimaforandringer over tid. Det kræver superspecialiserede teknikker, der kan håndtere alt fra mikroskopiske insekter til kæmpestore hvaler. Med samarbejdet mellem DTU Compute og Statens Naturhistoriske Museum har vi fået en af de absolut stærkeste konstellationer, der kan sætte en ny dagsorden for digitalisering af verdens naturarv.” 

De kommende måneders arbejde med automatiseringen af skanningerne på DTU samt massedigitaliseringen ved hjælp af synkrotronen tjener som forprojekter, der skal vise, at teknologien og metoderne vil kunne lette digitaliseringen. Dernæst vil DTU Compute og DTU Fysik søge støtte til to større digitaliseringsprojekter sammen med Statens Naturhistoriske Museum.

Videoen herunder viser billeder fra 3D-skanningen af Casper. Se også videoen til højre under kontaktpersonerne. BEMÆRK: Videoerne åbner i en ny browser på YouTube.

Look at the YouTube video with photos from the 3D scanning at 3DIM

 

Skanningen af dinosaurkraniet Casper

  • DTU Fysik og DTU Compute har over fem dage i marts 2021 skannet fossilet af Casper. 
  • Der er lavet både en overfladeskanning (optisk skanning) af kraniets ydre med lys og kamera samt CT-skanning i mikrometeropløsning, som i tillæg til overladeskanningen afbilder kraniets indre struktur. De to skanninger er efterfølgende blevet sat sammen, så man både har farver og tekstur på den digitale 3D-skanningsmodel.
  • DTU benytter matematiske modeller til at omdanne CT-målinger til 3D-modeller, omdanne de optiske skanninger til 3D-billeder og behandle 3D-billederne (data) til information.
  • DTU Fysisk og DTU Compute samarbejder med Statens Naturhistoriske Museum i København om både overflade-skanning og skanning i mikro-CT-skanning i laboratorierne på DTU i Lyngby, hvor 3D Imaging Center (3DIM) holder til.
  • 3DIM - 3D Imaging Center - er et samarbejde mellem DTU Mekanik, DTU Vindenergi, DTU Energi, DTU Fysik og DTU Compute.
  • I 3DIM arbejder man med neutron- og røntgenstråling. Centret er en del af DTU’s strategiske opbygning i forhold til anvendelse af forskningsfaciliteterne MAX IV og ESS - The European Spallation Source - i Lund i Sverige, samt den DTU-baserede nationale forskningsfaciliteten DANFIX i Lyngby med laboratorier udstyret med CT-skannere. Det regionale center for analyse af 3D-billeder QIM er desuden en del af 3DIM.

Læs også: Teknikken bag 3D-skanning af dinosaur

News and filters

Get updated on news that match your filter.