Oulun yliopisto on rakentanut 3D-skannerin, jolla voi mallintaa ihmisiä, eläimiä ja esineitä. University of Oulu has built a 3D scanner which can be used to model humans, animals and objects.

Oulun yliopistossa 3D-skannataan ihmisiä ja muita eläimiä

Millaista 3D-mallintaminen ja -skannaaminen on? Miksi 3D-skannerissa on lintuja eläinmuseosta? Ja miten viidesluokkalaiset liittyvät kuvioon?

Mitä yhteistä on täytetyllä kaulushaikaralla ja viidesluokkalaisella? Kummankin voi 3D-mallintaa jokapaikan tietotekniikan tutkimusyksikön 3D-skannerilla. Laboratorioteknikko Pentti Frederiksen rakensi 3D-skannerin yliopistolle viime keväänä.

“Tein ensimmäisen skannerini opinnäytetyönä Tietomaalle, ja Oulun yliopisto kiinnostui saamaan samanlaisen itselleen. Toimivan laitteen kasaaminen kesti kolmisen kuukautta”, Frederiksen kertoo.

Skanneri koostuu muun muassa led-valoista, ohjausyksiköistä, kytkimistä ja tehokkaasta tietokoneesta. 3D-skanneri ottaa 144 yhtäaikaista kuvaa, joista yhdistetään ja työstetään kolmiulotteinen malli mallinnusohjelman avulla. Yhden mallin työstäminen kuvista kolmiulotteiseksi vie parikymmentä minuuttia.

Laboratorioteknikko Pentti Frederiksenillä on jonossa kahden viikon edestä työstöä odottavia kuvia.

Laboratorioteknikko Pentti Frederiksenillä on jonossa kahden viikon edestä työstöä odottavia kuvia.

Lapasorsa 3D-skannerissa

Viime aikoina skannattavaksi ovat päässeet eläinmuseon lintujen lisäksi esimerkiksi auton moottori sekä liuta ihmisiä. Kasvitieteellisen puutarhan yhteyteen rakennettavaan vierailukeskukseen kaavaillaan mahdollisesti virtuaalista eläinmuseota, jossa linnut olisivat esillä. Asettamalla VR-lasit silmilleen vierailijat pääsisivät tutustumaan 3D-malleihin lapasorsasta, kalasääksestä ja muista lajeista. Virtuaaliseen versioon voitaisiin yhdistää tietokanta, joka tarjoaa lisätietoa kohteista.

Frederiksenin mukaan esineiden, lintujen ja ihmisten skannaaminen ei eroa toisistaan.

 ”Musta, valkoinen ja mustan sekä punaisen yhdistelmät ovat vaikeita värejä skannata, samoin kiiltävät pinnat”, hän kertoo haasteista.  

Tavoitteena kehittää skannerista helposti purettava ja kasattava, jotta sen saisi siirrettyä kohtuullisella vaivalla. Nykymuotoinen 3D-skanneri nököttää visusti paikoillaan Tietotalossa. Tällä hetkellä skannausta ja mallintamista rajoittaa kohteiden koko: laitteen fyysiset ulottuvuudet asettavat rajat.  

”Ihmistä isompia kohteita voi käydä skannaamassa erikseen käsikäyttöisellä laitteella.”  

”Menet seisomaan laitteeseen, laitat silmät kiinni, avaat ne, ja tulee tosi kirkas valo. Sitten on parin sekunnin päästä valmista”, kertoi Solja skannauskokemuksestaan.

”Menet seisomaan laitteeseen, laitat silmät kiinni, avaat ne, ja tulee tosi kirkas valo. Sitten on parin sekunnin päästä valmista”, kertoi Solja skannauskokemuksestaan.

Virtuaalimalli tuntuu todelta

Virtuaalitodellisuus ja VR-lasit ovat vierailevien koululaisryhmien suosiossa. Kädet nousevat napakasti, kun tohtorikoulutettava Paula Alavesa kysyy, kuka on seuraavaksi vuorossa.  

Virtuaaliseikkailua ohjataan peliohjaimen näköisillä kahvoilla. Nostamalla VR-lasit silmilleen koululaiset pääsevät liikkumaan esimerkiksi Oulun keskustassa ja kaupunginkirjastossa. Virtuaalidemoissa voi lisäksi tarttua esineisiin ja vaihtaa vuorokaudenaikaa. Teuvo Pakkalan koulun oppilaat pääsivät vierailullaan paiskomaan virtuaalisia kahvikuppeja pitkin Pakkahuoneenkatua, laserleikkaamaan avaimenperiä sekä skannaamaan itsestään 3D-mallin.

“Oli kivaa, mutta laitteen valot häikäisivät. Olen aiemmin käyttänyt 3D-tulostinta isäni kanssa. Teimme ihmisfiguurin ja tulostimme sen. Isäni on arkkitehti, ja olen päässyt katselemaan VR-laseilla virtuaalisia asuntoja hänen työpaikallaan. 3D-mallinnus on täällä yliopistolla erilaista kuin kotona”, Solja kertoo.

Viidesluokkalaisten ihmistä käsittelevä monialainen oppimisjakso on lopuillaan. Vierailu Fab Labiin ja 3D-skannerille yhdistää teknologian ihmisyysteemaan.  

“Lapsilla ei ollut hirveästi ennakko-oletuksia, vaan tulimme paikalle avoimin mielin. Tämä on vastapainoa aiemmin opitulle biologiapohjaiselle tiedolle. Tutustumme siihen, mitä ihminen kehittää tällä hetkellä”, opettaja Jaana Koskela sanoo.

“Aluksi oli vähän jännittävää. Olen pelannut aiemmin pelejä, joissa käytetään VR-laseja. Tuntui todelta”, Aada kertoo. Paula Alavesa neuvoo.

“Aluksi oli vähän jännittävää. Olen pelannut aiemmin pelejä, joissa käytetään VR-laseja. Tuntui todelta”, Aada kertoo. Paula Alavesa neuvoo.

Virtuaalikampus kehitteillä

”Tutkimusryhmämme on tehnyt Linnanmaan kampuksesta 3D-mallia, ja suunnitelmissa on rakentaa virtuaalikampus. Pian ihmiset voivat ehkä skannata itsensä kampukselle, ja verkko-opetus voisi muistuttaa todellista todellisuutta”, Alavesa visioi.

”Aloitimme kaupunkimallinnuksen pari-kolme vuotta sitten. Aiemmat demomme olivat autioita ja karuja tiloja. Nykyään pyrimme lisäämään hahmoja, jotka ovat tunnistettavissa.”

Jokapaikan tietotekniikan tutkimusryhmä tutkii havainnointia ja läsnäoloa VR-tiloissa, sekä VR-pahoinvointia. Uutta tekniikkaa voi kokeilla yliopiston lisäksi kaupunginkirjastossa, ja osallistua samalla tutkimukseen.  

VR-lasit ovat Alavesan mukaan helppoja ja mukavia. Jokaisesta koululaisryhmästä muutama oppilas on yleensä kokeillut aiemmin laseja. Sana on levinnyt opettajien keskuudessa ja oppilaat tahtovat tulla tutustumaan laitteisiin.

”Ihmisten kiinnostus aiheeseen motivoi itseäkin. On tärkeää tavoittaa lapset jo varhaisessa vaiheessa ja herättää kiinnostus tieteeseen”, Alavesa kertoo.

 

Oulun yliopiston jokapaikan tietotekniikan yksikön 3D-demoja voi käydä katsomassa Sketchfab-galleriassa.

Yksikkö tekee yhteistyötä myös yliopiston sisällä, ja malleja sekä skanneria voidaan hyödyntää eri tutkimusryhmissä ja tiedekunnissa.

 

Teksti: Heidi Niemi

Kuvat: Juha Sarkkinen

Viimeksi päivitetty: 23.11.2018