과제: 미 공군 첨단 제조 올림픽의 일환으로 3D 스캐닝 및 모델링 기술을 시연하고 3D 스캐닝이 어떻게 빠르고 정확한 리버스 엔지니어링 솔루션을 제공하는지 확인.

솔루션: Artec Eva, Leo, Space Spider, RoboticScan 및 Artec Studio

결과: 수백 명의 경쟁자가 참가하는 전국적인 경연 대회에서 Artec 스캐너만 사용하여 동메달 획득.

3D Printing Colorado 팀이 마감일이 임박한 스캐닝 경연 대회에 대한 LinkedIn 게시물을 처음 접했을 때, 그들은 이것이 확인할 만한 가치가 있다는 것을 알았습니다.

마케팅 코디네이터인 David Cano는 "우리는 이 행사에 대해 조사를 했고 우리가 경쟁에 적합하다고 생각했습니다"라고 회상했습니다. "부품 상자"라고 하는 3D 스캐닝 리버스 엔지니어링 경연 대회에 받아들여지면서 경쟁은 시작되었습니다. 그는 "우리는 이 분야에서 실행 가능한 경쟁을 할 준비가 잘 되어 있다고 생각했습니다. 그래서 그렇게 하기로 했습니다!"라고 말했습니다.

3D Printing Colorado의 Nick Conklin이 Artec Eva가 로봇 팔로 작업하는 것을 관찰하고 있다.

 

상자의 부품은 대부분 기계적인 것이었고, 재질과 표면은 광택이 나는 강철부터 무딘 고무까지 다양했습니다. 이러한 다양성으로 인해 팀은 필요한 것이 무엇인지 알고 있다고 판단했습니다. 그것은 똑같이 다양한 종류의 Artec 3D 스캐너였습니다. 상자에 있는 모든 물품을 스캔하기 위해 그들은 Artec Leo, Eva 및 Space Spider를 사용했습니다. RoboticScan을 사용하여 스캐너의 수준을 더욱 높였습니다. 이 매우 정밀한 자동 스캐닝 스테이션은 시간을 절약하고 인적 오류의 모든 위험을 줄임으로써 직관적으로 캡처하여 최단 시간 내에 최상의 결과를 제공합니다.

Cano는 "우리는 깊은 업계 경험, Artec 3D의 공식 골드 파트너 인증, 3D 스캐닝 장비 및 소프트웨어 도구, 독특한 혁신 아이디어, 뛰어난 비디오 콘텐츠를 활용하여 우리의 기술을 보여줌으로써 스스로 훌륭한 사례를 만들었습니다"라고 말했습니다.

그리고 3D Printing Colorado 팀은 대규모 팀, 짝을 이룬 회사, 수백만 달러의 예산이 있거나 훨씬 더 많은 자원에 대한 액세스를 포함하여 치열한 경쟁에 맞서는 한편 Artec 스캐너를 갖추고 작업을 준비했습니다. 영업 및 마케팅 부사장 Nick Yosha는 “우리는 5명뿐이었고 매우 강력한 경쟁 상대에 맞서 경쟁해야 하는 기술과 도구를 사용했습니다.

스캔 경쟁 외에도 우리는 대회 내내 사업을 운영해야 했습니다. 다른 스캐너나 소프트웨어를 사용했다면 아주 정말 힘들었을 것입니다”라고 말했습니다.

팀은 다양한 Artec 스캐너를 사용하여 각 스캐너의 기능을 물체와 물체의 까다로운 부분에 맞출 수 있었습니다. 경우에 따라 최상의 결과를 얻기 위해 스캐너를 쌍으로 결합하여 사용하기도 했습니다. 예를 들어, 후방 엔진 프레임 가스로 알려진 엔진 부품에는 스캐너와 전문 지식의 조합이 필요했습니다. 애플리케이션 엔지니어 II Nick Conklin은 "이 부품을 통해 스캐너를 조합하여 가장 짧은 시간에 매우 정확하게 데이터를 캡처했기 때문에 스캐닝 전문성을 잘 보여주었습니다. 우리는 Leo를 사용하여 신속하게 합성물을 가져온 다음 Spider의 고정밀 스캔 데이터로 채웠습니다"라고 말했습니다.

Cano는 "Artec 스캐너 덕분에 대부분의 스캔 작업이 빠르고 쉬운 경험이었습니다."라고 덧붙였습니다.

온보드 처리 기능을 갖춘 최초의 3D 스캐너인 Artec Leo를 사용하면 후면 터치 패널 화면에서 3D 복제본이 실시간으로 구축되는 것을 볼 수 있습니다. 여기에서 3D 모형을 회전하고 물체의 표면을 모두 캡처했는지 확인하고 누락된 부분을 채울 수 있습니다. 이는 가장 쉽고 가장 직관적인 작업 흐름을 제공합니다. HD 모드에서 이제 미세한 선, 날카로운 가장자리 및 깊은 형상의 완벽한 캡처, 배가된 해상도, 까다로운 디테일과 복잡한 표면을 효과적으로 캡처하도록 설계된 다양한 기능 등 많은 것을 기대할 수 있습니다.

RoboticScan은 오류 없는 초고속 스캔 환경을 제공합니다.

 

다른 부품의 경우 개별 스캐너로 작업했습니다.  오버헤드 밸브의 체인 작동 휠을 스캔할 때 내부 형상은 적절한 각도 또는 장치 없이는 스캔하기 어려웠다고 Conklin은 설명했습니다. 그는 "이 부품에는 또한 제대로 스캔하려면 분해해야 하는 여러 개의 움직이는 구성품이 있었습니다. 이 부품에는 오로지 Spider만 사용했습니다"라고 덧붙였습니다.

국제 우주 정거장에서 사용하기 위해 처음 설계된 Space Spider는 청색 광 기술을 사용하는 고해상도 3D 스캐너입니다. Space Spider는 소형 부품뿐만 아니라 대형 부품의 복잡한 디테일과 모든 것을 고해상도로 캡처하는 데 특화되어 있습니다. 

 

Artec 제품군 소개: 3D Printing Colorado의  Nick Yosha와 Artec 스캐너 Eva, Leo 및 Space Spider.

일부 부품에는 몇 가지 문제가 제시되었지만 팀과 스캐너가 쉽게 접근하고 완료할 수 없는 부품이 아니어서 그들은 즐길 수 있는 여분의 시간도 가질 수 있었습니다.

"이러한 부품을 스캔하는 것은 처음이었지만, 일반적으로 기계 부품을 스캔한 경험이 있습니다. 전반적으로 부품 스캔은 식은 죽 먹기였습니다. 우리는 경연대회 첫날 아침에 모든 스캔을 마쳤습니다. 다른 모든 스캔은 추가적인 비디오 영상을 위한 것이었습니다.

최초의 첨단 제조 올림픽의 일환으로서 이 스캐닝 경연대회는 항공우주 산업에서 공군의 관심과 3D 스캐닝 활용 증가를 가리킵니다. 이는 여러 용도 중에서 단종 부품의 디지털화 및 손상된 부품의 스캔을 통한 현장 수리에서부터 연료 절감 및 성능 향상을 위한 위상 최적화 작업 흐름을 통해 단종 부품을 사용할 수 있도록 하는 것까지 다양합니다.

Conklin은 더 빨라진 혁신, 개발 프로세스 및 정확한 시뮬레이션을 지적하면서 "3D 스캐닝은 이미 항공 산업에서 큰 역할을 하고 있습니다"라고 말했습니다. 그리고 그것은 현재에 불과합니다. 미래를 내다볼 때 적의 위치를 빠르고 정확하게 분석할 수 있을 뿐만 아니라 지상 엔지니어링 팀에 얽매이지 않고도 우주 수리가 가능하게 하는 등 공군 작전에 3D 스캐닝을 곧 통합할 수 있는 수많은 방법이 있습니다.

 

 

Cano는 “경쟁은 일반적으로 혁신을 촉발합니다. 그래서 저는 스캐닝과 제조 산업을 회유하여 국내 최고 중 최고가 그들을 위한 최고의 솔루션을 찾기 위해 경쟁하게 하는 공군이 정말 현명하다고 생각했습니다”라고 말했습니다.

이 팀은 3D 프린터로 제작한 독특한 동메달(이것을 3D 스캔할 계획도 하고 있음)을 받기를 고대하면서 내년 대회에 대한 목표를 이미 설정했습니다. Yosha는 "매우 재미있었고, 그것을 다시 하고 싶습니다"라고 말했습니다.

Cano는 "굉장했어요. 그리고 우리는 다음번에는 1등 할 겁니다!"라고 덧붙였습니다.

과제 : 캐나다의 한 제조업체는 다양하고 종종 어려운 조건에서 리버스 엔지니어링을 위한 중장비의 형상을 빠르고 안전하고 정확하게 캡처할 수 있는 효율적인 방법이 필요했습니다.

솔루션 : Artec Leo, Artec Studio, Geomagic for solidworks

결과 : 수동 측정 방식에서 Artec Leo를 사용한 3D 스캐닝 방식으로 전환함에 따라 며칠에서 몇 시간으로 대폭적으로 시간을 단축하고 획기적으로 신뢰성을 향상했음

Artec의 장치는 거의 모든 산업에서 매우 다양한 범위의 작업 흐름에 진저한 가치를 더하는 사용하기 쉬운 다목적 솔루션으로 설계되었습니다. 다양한 유형의 중장비용 부속 장치를 설계하고 제작하는 캐나다 회사인 Weldco-Bealses Manufacturing의 사례만큼 이러한 다용도성을 잘 보여주는 곳은 없습니다.

Weldco-Beales는 1945년부터 거의 한 세기에 걸쳐 사업을 영위해 온 수십 년 된 기업입니다. 오래 살아남고 번창하기를 원하는 모든 조직은 우수한 문화를 지속해서 고수하고 도전을 극복할 수 있는 혁신적인 방법을 끊임없이 찾아야 합니다. 회사의 수석 엔지니어링 관리자인 Mike Aceto는 이 사실을 잘 알고 있습니다. 

Aceto는 "사람들은 우리 작업을 보고 이 사람들은 단계를 건너뛰거나 절차를 무시하지 않는다고 생각합니다. 우리는 새로운 기술을 받아들이는 것을 두려워하지 않으며 고객들은 이를 바로 눈앞에서 보게 됩니다."라고 설명했습니다. 

이 캐나다 제조업체는 트럭 탑재 크레인, 굴삭기용 롱 리치 붐부터 전문적인 용도를 위한 맞춤형 솔루션까지 모든 것을 제공합니다. 고객은 온갖 종류의 요구 사항을 가지고 찾아오며 Weldco팀은 이러한 기대를 부응하고 있습니다. 거의 100년에 가까운 명성이 그것에 달려 있습니다.

 

Weldco-Beales는 다양한 유형의 중장비용 부속 장치를 설계하고 제고합니다. (이미지 제공 : Weldco-Beales)

해결책 찾기

따라서 이 팀은 전문적인 3D 스캐닝 솔루션을 찾고 있었습니다. Weldco-Beales는 건설, 임업, 광업, 스크랩 재활용, 도로 유지보수 등 다양한 산업 분야의 고객이 있습니다. Weldco-Beales 팀은 작업을 할 때 어려운 조건에서 일상적으로 측정을 수행해야 했습니다.

장비는 종종 실외, 고르지 않은 지형, 비좁은 공간 또는 안전이 우려되는 높은 장소에 있습니다. 이러한 사용 사례에서는 속도의 휴대성이 중요하지만 정확성에 대한 요구도 그에 못지 않게 중요합니다. 수동 측정과 다양한 잡동사니의 즉흥적인 사용에 의존하는 오래된 방법은 그다지 효과가 없었습니다.

 

장비는 때때로 까다로운 조건에 놓입니다. 이미지 제공 : Weldco-Beales

 

 

Weldco-Beales는 TriMech 회사인 Javelin Technologies의 도움을 받고자 했습니다. Javelin은 이 지역의 골드 인증 Artec 파트너이자 Weldco-Beales팀이 수년 동안 함께 일한 회사입니다. 그들과 함께 일했던 Javelin의 고객 담당 임원인 Wayne Keller는 이 파트너쉽에 대해 다음과 같이 말했습니다. 

"우리의 Mike 및 Weldco-Beales와의 관계는 우리가 고객과 함께 일하는 것을 얼마나 좋아하는지를 보여주는 아주 좋은 예입니다. 우리는 수년간 서로를 알아 왔고 Javelin은 신뢰할 수 있는 조언자이자 기술 파트너가 되었습니다."

Javelin팀은 Weldco-Beales의 요구를 분석하고 몇 가지 권장 사항을 제시하여 다양한 옵션을 제공했습니다.

Artec Leo는 모든 요구사항을 충족했습니다.

 

스캐닝을 비좁은 공간에서 해야 할 때가 종종 있습니다. 이미지 제공 : Weldco-Beales

Artec Leo는 진정한 모바일 스캐닝을 제공하는 독특한 AI기반 3D 스캐너입니다. Leo는 내장형 터치 스크린에 실시간으로 3D 모델을 투영하는 기능을 갖추고 있어 스캔하는 동안 처리할 수 있습니다. 그리고 배경 및 바탕 제거와 같은 지능형 기능이 있어 스캐닝은 일반 비디오를 촬영하는 것 정도로만 복잡합니다. Leo에는 오래 지속되는 내장 배터리, 비디오를 두 번째 장치로 스트리밍할 수 있는 무선 연결 기능, 한 곳에서 물체를 캡처하고 다른 곳에서 처리할 수 있는 Scan-to-Cloud 기능이 있습니다. 그것은 Weldco-Beales팀에게 즉각적인 보상을 제공할 수 있는 솔루션이었습니다. 

Aceto는 "3D 스캐너는 즉각적인 가치와 빠른 투자 수익을 가져다주기 때문에 구매하기를 아주 잘한것 같습니다. 그것이 우리 사업에 미치는 영향이 바로 구체화 되었습니다. 그리고 우리는 그들과의 지속적인 관계를 소중히 여기기 때문입니다. 저는 Javelin이 두 가지 이상의 기술 솔루션으로 제공하고 다양한 방식으로 도움을 줄 수 있다는 점이 특히 마음에 듭니다."라고 말했습니다.

"화면이 내장되어 있어 별도로 노트북을 가지고 다니지 않아도 된다는 점이 큰 이점입니다."

Weldco-Beales 팀은 Leo의 최대 0.1mm의 Leo의 3D 포인트 정확도, 최대 0.2mm의 3D 해상도 및 초당 최대 3,500만 포인트의 데이터 수집 속도를 통해 정확도, 휴대성, 속도 및 안전 요구 사항을 충분히 충족시킬 수 있었습니다. 이를 통해 까다로운 장소에서 훨씬 더 쉽고 안전하고 빠르게 작업할 수 있었습니다. 

Aceto는 "화면이 내장되어 있어 별도로 노트북을 가지고 다니지 않아도 된다는 점이 우리에게는 큰 이점입니다. 또한 전원 코드에 대해 걱정할 필요가 없다는 것은 걸려 넘어질 위험이 없다는 것을 의미합니다."라고 단정적으로 말했습니다.

 

Artec Leo로 스캔하는 Weldo-Beales의 수석 엔지니어링 관리자 Mike Aceto / 이미지 제공 : Weldco-Beales

 

 

단 몇분만에 스캔을 하게 되었고 이러한 시간적 이점은 혁신적이었습니다. Aceto는 자신의 팀이 줄자, 끈, 카드보드 템플릿 및 사진을 사용하여 고객이 새로 수정된 기계에 새 버킷을 맞춤 장착하려는 부분을 분석하고 모델링한 방법을 설명하였습니다.

Artec Leo를 사용하여 팀은 이전에는 반나절이 걸렸던 작업을 몇 분 만에 캡처할 수 있습니다.

이 프로세스는 처음 시도하기 전에 몇 시간의 계획과 준비가 필요했습니다. 최종 3D 모델을 만들려면 수동으로 측정한 데이터를 SOLIDWORKS에 수동으로 입력해야 합니다. Artec Leo를 사용하여 팀은 이전에는 반나절이 걸렸던 작업을 몇 분 만에 캡처할 수 있습니다.

Aceto는 "정확성과 품질을 보장하면서도 빠르게 작업할 수 있다는 것은 엄청난 영향을 미칩니다."라고 말했습니다.

사이드붐을 설치해야 했던 이 굴착기의 경우, Aceto는 프로젝트를 완료하는 데 최소한 며칠이 걸렸을 것으로 추정합니다. 대신에 스캐닝에는 약 1시간이 걸렸고 처리에는 약 8시간이 걸렸습니다.

 

 

이 굴착기를 측정하고 리버스 엔지니어링에 사용할 CAD 모델을 만들려면 며칠이 걸렸을 것이지만, Leo를 통한 프로세스는 몇 시간 걸렸을 뿐입니다. 이미지 제공 : Weldco-Beales

Artec Leo를 사용하면 물체의 측정에 접근하는 방법에 대해 전략을 세울 필요가 거의 없으며 시행착오 실험도 없습니다. Artec Leo의 형상 및 텍스처 기반 데이터 처리 알고리즘은 스캔하기 전에 표적을 설정할 필요가 없음을 의미합니다. 이와 같은 리버스엔지니어링 프로젝트에서 매우 중요한 스캐너는 사용 중에 발생하고 원본 CAD 모델에는 반영되지 않는 구부러짐, 마모 및 파손과 같은 장비의 형상 변화를 감지합니다.

완벽한 지원 및 유연성

또한 Artec 제품이 Weldco-Beales와 같은 회사에 캐나다의 서로 다른 주에 3개의 제조 시설을 제공하는 유연성도 있습니다. 스캐닝은 한 장소에서 수행할 수 있으며 스캔 데이터는 공동 작업 기능이 있는 플랫폼인 Artec Cloud에서 공유하고 다른 장소에서 CAD 모델을 개발하는 데 사용할 수 있습니다. 제조는 제3의 장소에서 완료할 수 있습니다.

Artec 제품은 모두 편리함과 사용 편의성을 염두에 두고 설계되었습니다. 그러나 Javelin팀은 여전히 프로세스 전반에 걸쳐 광범위하게 지원했습니다.

Keller는 "Artec 3D 스캐닝 시스템에 적합하다고 생각한 경우 초기 시연부터 WBM팀이 자신 있게 기술을 사용할 수 있게 하기까지 교육하고 지도했습니다."라고 말했습니다.

Aceto도 Artec이 제공한 교육과 지원에 만족했습니다.

Aceto은 "채택하는 모든 신기술과 마찬가지로 학습 곡선이 있습니다. Javelin은 굉장했습니다. 

 

Cory[Green]는 시간이 조금 더 걸리더라도 우리 모두가 교육을 잘 받았는지 확인하는데 전념했고, 저는 언제든지 그에게 질문을 던질 수 있습니다."라고 말했습니다.

과제 : 흙과 모래에서 포렌식 신발 자국을 기로하기 위해 휴대용 3D 스캐너와 사진 측량의 정확도를 비교하고, 범죄 현장에서 신발 자국을 주조하는 기존 방법을 대체하는 3D 스캐닝 연구

솔루션 : Artec Space Spider, Artec Studio

Artec Space Spider를 사용하여 1분 이내에 사진 측량보다 높은 정확도로 범죄 현장에서 신발 자국을 3D로 기록할 수 있습니다. 신발 자국을 주물과 달리 3D 스캐너로 측정된 파일은 깨지지 않고, 운반 및 보관이 쉬우며 향후 수년 동안 신뢰할 수 있습니다.

이제는 지저분하고 복잡하며 시간이 오래 걸리는(건조시 24~48시간) 주조 프로토콜에 의존하지 않고도 신발 자국을 1mm 미만의 정밀한 컬러 3D로 기록할 수 있습니다. Space Spider를 사용하면 비전문가가 신발 자국을 쉽게 캡처한 다음 현장에 있는 동안 담당 포렌식 팀과 스캔을 공유할 수 있습니다.

DNA 외에 특정인을 범죄 현장과 연결시킬 수 있는 두 가지 일반적인 유형의 증거는 지문과 신발 자국입니다. TV 범죄 쇼와 CSI 다큐멘터리가 인기를 끌면서 많은 범죄자들이 얼굴을 숨기기 위해 마스크를 쓰고, 지문을 남기지 않기 위해 장갑을 사용하는 등 더 교활해졌습니다.

그러나 범죄자가 신발을 가리거나 개조하려고 시도하는 것은 극히 드문 일입니다. 이것이 실질적으로 모든 범죄 현장이 용의자를 범죄와 직접적으로 연관시킬 수 있는 신발 증거로 가득 찬 이유입니다.

그러한 증거를 적절하게 기록하고 수집하면 용의자의 신원을 넘어서는 많은 세부 정보를 얻을 수 있으며 심지어 신발의 유형, 상표, 크기 및 특정 모델, 현장의 용의자 수, 이들의 이동 경로 그리고 아마도 발생한 연속적인 사건들까지도 범죄 자체의 일부를 재구성할 수도 있습니다.

수집에서 비교까지 

신발 자국을 전체 또는 부분적으로 수집한 후 SICAR, National Footweer Reference Collection(NFRC), EverASM 및 SoleMate FPX와 같은 검색 가능한 데이터베이스를 통해 수천 개의 참조 신발과 비교할 수 있습니다.

일치하는 것을 찾으면 조사관은 로고, 디자인, 트레드 패턴 등과 같이 제조 과정에서 생성되는 신발의 모든 클래스 특성을 볼 수 있습니다. 반면에, 신발의 "개별" 또는 "무작위로 획득된" 특성으로 알려진 것은 순전히 우발적인 변화와 함께 지속적인 착용 패턴의 결과이기 때문에 위의 어떤 데이터베이스에서도 발견되지 않을 것입니다. 이러한 특징으로 인해 각 신발은 다른 모든 신발과 차별화됩니다.

여기에는 긁힘, 흠집, 구멍, 마모, 작은 자갈 또는 사이에 끼인 기타 물질 등이 포함될 수 있습니다. 특정 신발과 범죄 현장에서 발견된 자국을 연결하는 데 이러한 특성의 조합이 매우 중요한 이유는 동일한 장소에서 무작위로 획득한 동일한 특성 중 하나 이상을 다른 신발이 가질 확률은 천문학적으로 낮기 때문입니다.

신발과 자국의 사진을 비교하는 포렌식 신발 전문가

FBI에 따르면 8.5사이즈 신발 밑창의 표면적은 약 16,000㎡입니다. 그래서, 만약 1mm 크기에 불과한 무작위적 특징이 하나라도 있는 경우, 그것이 베인 자국이든, 조약돌이든, 긁힌 자국이든 이것이 동일한 장소에 있는 다른 신발에 나타날 확률은 16,000분의 1에 불과합니다.

 

이것은 신발의 크기와 밑창의 모양뿐만 아니라 특징의 방향, 모양 또는 크기는 고려하지도 않은 것입니다.

이제 같은 위치에 있는 두 개의 서로 다른 신발에 있는 두 개 또는 세 개의 우연한 특성으로 늘리면 확률은 극적으로 떨어집니다. 두 개 특징의 경우 1,279,992,000개 중 하나의 확률이고 세 개 특징의 경우에는 6,830억 개 중 하나의 확률입니다.

자국을 신발과 용의자에 연결

실제 범죄 수사에서 이러한 자국이 어떻게 사용되는지 알아보기 위해 신발 검사관이 검색 가능한 데이터베이스를 사용하여 살인 용의자가 사이즈 15의 Nike Air Jordon XXXVI를 신고 있었던 것으로 판단했다고 가정해 보겠습니다.

 

검사관은 그 신발의 착용자를 찾는 것으로 검색 범위를 좁힐 수 있지만, 그에 상응하는 개별적인 특징, 이른바 신발의 "지문"을 통해 현장에서 찍힌 신발 자국을 실제 신발과 연결시킬 수 있을 때만 신원 확인이 이루어 질 것입니다.

불행하게도 신발 자국은 수사에 매우 중요할 수 있는 만큼 범죄 현장이나 그 주변에서 발견되는 가장 취약한 증거 중 일부입니다. 그래서, 신발 자국은 즉시 기록하고 수집해야 합니다. 특히 신발 자국이 외부에 있고 자연의 요소에 취약하다면, 응급 구조대와 행인들에 의한 오염의 위험은 말할 것도 없습니다.

포렌식 사진 및 주조 : 전통적인 기록 및 수집 방법

수년에 걸쳐 검사용 품질의 컬러 사진을 찍어 신발 자국을 기록하는 과정은 오늘날의 과정으로 진화했습니다. 카메라는 필름 면이 신발 자국과 평행한 삼각대에 조심스럽게 배치해서 모든 사진에 자국의 바닥과 동일한 평면에 엄격한 배율이 포함되게 해야 합니다.

수집 단계에서 딱딱하고 평평한 표면에 만들어진 2D 신발 자국은(보이지 않거나 분명하거나) 정전기, 접착제 또는 젤라틴 리프팅이 필요했습니다.

 

포렌식 기록을 위해 준비된 2D 신발 자국

반면에 모래나 흙과 같이 부드럽고 고르지 않은 기질로 만들어지는 3D 자국은 깊이 특성 때문에 치과용 석재와 같은 실리콘 또는 석고 기반 주조 솔루션이 필요했으며, 이는 지금까지 수십 년 동안 선택해 온 재료였습니다.

신발 자국 증거 주조의 어려움

주조 방법의 큰 단점은 접촉 집약적이고 파괴적인 과정이라는 것입니다. 즉, 원래의 자국이 손상되기 전에는 기회는 단 한 번 뿐이고 더는 증거로 사용할 수 없습니다. 

주조 재료를 혼합하여 준비하자마자 적절한 속도로 신발 자국에 균일하게 부어야 합니다. 그렇지 않으면 재료가 아래로 향하는 충격으로 인해 재료가 굳어지기도 전에 주물이 쉽게 손상될 수 있습니다. 이 과정은 범죄 현장 기술에 크게 좌우됩니다. 

혼합 비율이 잘못되거나 혼합 재료에 기포가 있는 경우 다른 문제가 발생할 수 있으며, 이는 최종 경화된 주물에 틈이 생기게 할 가능성이 있기 때문에 조사 관점에서 주물을 쓸모없게 만들 수 있습니다.

이 접근법의 또 다른 문제는 종종 바위, 돌 흙, 풀, 나문가지 및 기타 잔해 조각이 재료에 섞여 주물의 일부가 된다는 것입니다. 그러나 이러한 물질을 주물에서 꺼내기 전에 주물 재료가 먼저 완전하 경화되어야 합니다. 그렇지 않으면 주물이 심각하게 손상될 수 있습니다.

 

현장의 3D 신발 자국 주물(자석)

아직현장에 있는 동안 주물은 굳는데 45분에서 1시간이 걸립니다. 그래야만 그것을 운반하고 완전히 경화되는 데 걸리는 24~48시간 동안 안전하게 보관한 다음 필요에 따라 잔해물을 청소할 수 있습니다.

눈 속에서 3D 신발 자국을 수집해야 하는 경우 다른 경로가 필요합니다. 석고로 만든 주물은 건저되는 동안 눈을 녹일 만큼 열도 방출하니다.

 

이를 방지하기 위해 Snow Print Wax와 같은 제품을 눈 신발 자국에 분사할 수 있으며, 이때 너무 가까이 분사하거나 너무 많이 도포하면 원래의 자국 패턴이 왜곡될 수 있으므로 주의해야 합니다. 분사한 왁스가 거조되면 주물 재료를 조심스럽게 자국에 부을 수 있습니다.

눈 속의 포렌식 신발 발자국

주물은 완전히 건조되었을 경우에만 다루어 조사에 사용해야 합니다. 주물은 재판 전과 아마도 무기한으로 증거로 보관해야 하기 때문에, 특히 떨어뜨리거나 잘못 다루면 파손되기 쉽기 때문에 큰 크기와 무거운 무게를 고려해야 합니다.

빠르고 간편한 비파괴적 증거 수집을 위한 3D 스캐닝

100여 년 전 포렌식의 아버지인 Edmond Locard가 "모든 접촉은 흔적을 남깁니다"라고 세상에 발표했을 때, 아마도 그는 또한 증거 수집 방법들과 예외 없이 증거 자체를 완전히 파괴하지 않는다면 적어도 어떻게 변경하게 되는지를 업근하고 있었을 겁니다. 

오늘난 점점 더 많은 법 집행 기관과 수사관이 신발 자국을 비롯한 증거를 수집하고 기록하기 위해 3D 스캐너를 사용하고 있습니다. 3D 스캐너는 본질적으로 비접촉식이자 비파괴형이므로 증거를 손상할 위험 없이 쉽고 안전하게 스캔할 수 있으므로 당면한 작업에 이상적인 선택입니다.

신발 자국 주물이 건조되기 전에 대기 시간이 필요한 것과 달리 스캐너를 통해 결과물로 만들어진 3D 모델은 심지어 범죄 현장에서도 캡처 후 몇 분 만에 준비할 수 있습니다. 이러한 3D 모델은 도시, 주 또는 그이상의 곳에 있는 다른 조사관, 기술자 및 기관과 공유할 수 있습니다.

일부 3D 스캐너는 또한 영국에서 Artec의 골드 공인 파튼인 Patrick Thorn의 도움을 받아 Artec Leo로 1분 동안 눈 속의 부츠 자국을 스캔한 후 다음 두 스크린샷에서 알 수 있듯이 눈에서 신발 자국을 캡처하는 데에도 사용할 수 있습니다.

앞서 설명한 바와 같이 주조 과정에서 눈이 손상되지 않도록 보호하기 위해 특수 스프레이를 사용하더라도 많은 포렌식팀은 현장에서 이러한 도구를 사용할 수 없거나 단순히 24~48시간의 주조 과정이 완료될 대까지 기다릴 만한 시간과 자원이 없습니다.

눈 속 신발 자국의(텍스처가 제거된) Leo 스캔을 보여주는 Artec studio 스크린 셧. 사진 제공 : Patrick Thorn

 

 

증거 가늠 : 3D 스캐닝 대 사진 측량 및 주조

최근에 3D 스캐닝 솔루션이 신발 자국 증거를 주조하는 데 적합한 대체 솔루션이 될 수 있는지 여부와 그것이 현대적인 디지털 사진 측량과 얼마나 잘 비교되는지를 알아보기 위해 포렌식 연구가 수행되었습니다.

휴대용 3D 스캐닝 기술을 사용한 신발 자국 증거 복원 연구는 온타리오 공과 대학(Ontario Tech University)의 포렌식 연구원이자 학생인 Julia Harvey가 FEPAC 인증 포렌식 학사 학위 프로그램의 학사 우등 연구 논문의 일부로 수행했습니다.

Harvey는 ai2-3D Forensics의 기술사인 Eugene Lisico, 온타리오 공과 대학의 Theresa Stotesbury 박사 그리고 지역 경찰 기관과 협력하여 연구의 목적을 달성했습니다. 이 연구의 중심에는 Artec Studio 소프트웨어와 함께 포렌식, 고생물학, 의학 및 기타 분야에서 오랫동안 널리 사용하고 있는 전문 휴대용 3D 스캐너인 Artec Space Spider가 있었습니다.

Artec Space Spider를 사용하여 3D 신발 자국을 기록하는 포렌식 연구원 Julia Harvey. 사진제공 : ai2-3D Forensics의 기술사 Eugene Liscio

 

 

Space Spider는 초당 최대 100만 개의 데이터 포인트를 0.05mm(사람의 머리카락 굵기)의 정확도로 캡처하므로 사용자는 표저이나 마커 없이 매우 복잡한 신발 자국도 1분 이내에 스캔할 수 있습니다.

단계별로 연구 진행

작업 흐름의 중심에서 Harvey는 두 개의 서로 다른 기질(흙과 모래)에서 부츠와 운동화를 사용하여 네 개의 개별 신발 자국을 만들고 CloudCompare에서 거리 계산을 수행하여 Space Spider 스캔에서 생성된 3D모델 대 사진 측량을 사용하여 맘든 3D 모델의 정확도를 밝혀냈습니다. 사진 측량을 통해 자국을 캡처하기 위해 Nikon 24.1 MP D7100 DSLR이 사용되었습니다.

3D 증거가 시각화되는 것을 지켜보면서 Space Spider로 3D 신발 자국을 기록하는 연구원 Julia Harvey. 

사진 제공 : ai2-3D Forensics의 기술사 Eugene Liscio

연구 결과에서 Artec Space Spider 포인트 클라우드와 삼각대에 장착된 3D 스캐너를 톹해 만들어진 고해상도 기준치 3D 모델 간의 거리 계산에서 포튼이의 97%가 절대 거리가 0.492mm 이하이고, 사진 측량과 기존치 3D 모델에 대해 동일한 계산을 수행한 결과 포인트의 97%가 절대 거리가 0.512mm 이하인 것으로 나타났습니다.

3D 신발 자국 긹을 위한 Space Spider(위) 대 사진 측량(아래)의 우수한 정확도를 보여주는 히트맵 비교. 

사진 제공 : ai2-3D Forensics의 기술사 Eugene Liscio

Harvey는 "연구 결과에 따른면 Artec Space Spider를 사용하면 범죄 현장에서 신발 자국 증거를 수집할 때 휴대용 3D 스캐너가 주물을 대체할 수 있습니다. 결과물은 2D 사진과 유사하며 이에 더하여 가능한 모든 각도에서 신발 자국의 모든 세부 사항을 바로 가까이에서 볼 수 있다는 이점이 있습니다."라고 말했습니다.

모든 3D 스캐너가 그런 것은 아닙니다. 일반적으로 전문 3D 스캐너는 저렴한 솔루션보다 정확도가 훨씬 높고 노이즈 레벨이 낮습니다. Harvey의 연구에 따르면 스캔에 노이즈가 너무 많으면 자국을 다시 스캔해야하며 이로 이로 인해 복구에 필요한 시간이 몇 배로 늘어날 수 있습니다. 

부츠 자국의 Space Spider 스캔을 보여주는 Artec Studio 스크린숏. 

사진 제공 : ai2-3D Forensics의 기술사 Eugene Liscio

또한 젖은 흙, 진흙 등과 같은 다양한 기질에 만들어지는 자국은 과도한 반사율 및 기타 문제로 인해 많은 3D 스캐너가 캡처하기 어려훌 수 있으므로 실제 범죄 현장에서 사용하기 전에 이러한 시나리오를 테스트하여 선택된 장치가 모든 중요한 작은 개별 특성을 포함한 전체 자국을 캡처할 수 있는지 확인해야 합니다.

 

부츠 자국의(텍스처가 제거된) Space Spider 스캔을 보여주는 Artec Studio 스크린 샷. 

사진제공 : ai2-3D Forensics의 기술사 EugeneLiscio

3D 스캐닝 대 사진 측량의 정확성 외에도, 포렌식 전문가와 기관은 다음을 포함하여 여러 다른 측면에서 이점을 얻을 수 있습니다.

- 캡처 속도(자국당 1분 미만)

- 현장에 있는 동안 분석을 수행하는 기능(밑창 특징과 개별 특성 간의 거리 계산)

- 부서과 기관 간에 3D 데이터를 쉽게 저장하고 공유

- 법정이나 수사를 목적으로 실제와 같은 복제본을 3D 프린팅하는 기능

시연을 위한 포렌식 신발 자국의 3D 프린트된 축소 모델. 

사진 제공 : ai2-3D Forensics의 기술사 Eugene Liscio

Harvey는 다양한 기질 또는 다양한 기상 조건에서 만들어진 자국과 함께 불완전한 신발 자국의 3D 컬렉션을 포함하는 향후 연구 방향을 보고 싶어 합니다. 이미 알고 있는 신발과 알려지지 않은 자국을 3D로 비교하는 것도 법 집행 기관에 유용할 수 있습니다.

Harvey는 "전문 3D 스캐너는 범죄 현장에서 신발 자국의 캡처 외에도 혈흔 패턴, 총알구멍, 인체 및 유해는 물론 무기, 도구 및 주변의 전체 장면을 비롯한 기타 물체를 기록하는 것에서 훨씬 더 많은 일을 할 수 있습니다. 우리는 단지 3D 스캐닝이 포렌식 및 기타 분야에서 할 수 있는 일의 시작을 보고 있는 것이라고 생각합니다."라고 말했습니다.

 

Icon은 스핀들 툴 헤드가 있는 EXT 1270 Titan Pellet 3D 프린터를 선택하여 리드 타임과 금형 생산과 관련된 비용을 크게 줄였습니다.

Icon은 EXT 1270 Titan Pellet 3D 프린터를 생산 워크플로에 통합한 캐나다 최초의 제조업체입니다.

 

사우스캐롤라이나주 록힐, 2023년 10월 23일 – 오늘 3D Systems(NYSE:DDD)는 캐나다 매니토바주 윙클러에 본사를 둔 열성형 및 회전 성형 회사인 Icon Technologies Limited가 EXT 1270 Titan Pellet 3D 프린터를 구매했다고 발표했습니다. 이 회사는 레저용 차량, 건축 제품 및 HVAC 시스템을 포함한 다양한 산업 응용 분야를 위해 OEM 고객에게 혁신적인 맞춤형 열성형 솔루션을 제공하는 것으로 유명합니다. 제조 현장에 EXT 1270 Titan Pellet 3D 프린터가 추가됨에 따라 Icon은 속도가 크게 향상되고 비용이 크게 절감되는 대형 열성형 금형을 생산할 수 있을 것으로 믿습니다.

 

EXT 1270 Titan 펠릿 시스템은 저가의 열가소성 펠릿 공급 원료를 활용하도록 설계된 신뢰할 수 있는 다용도 산업용 적층 제조 솔루션입니다.

"우리가 서비스를 제공하는 산업의 폭과 우리가 생산하는 대형 금형으로 인해 생산성을 극대화하는 것이 필수적입니다"라고 Icon Technologies Limited의 설립자 겸 CEO인 John Loewen은 말했습니다. "3D Systems의 EXT Titan Pellet 3D 프린터는 고객에게 고품질 제품을 제공하는 데 도움이 되는 최고의 솔루션입니다. 빌드 볼륨, 산업 공학, 경제적인 공급 원료 및 가열된 챔버와 열성형 응용 분야에 대해 검증된 재료의 조합은 다른 대형 프린터보다 두드러집니다. 또한 작년에 제조 시설을 방문했는데 애플리케이션 엔지니어링 팀과 그들이 진행하고 있는 광범위한 프로젝트에 깊은 인상을 받았습니다. 사람들 외에도 제조 라인, QA 프로세스 및 세부 사항에 대한 관심을 직접 보면서 고객에게 제공하는 서비스를 발전시킬 뿐만 아니라 고객의 비즈니스 성장을 돕기 위해 올바른 선택을 하고 있다는 것을 다시 한 번 확인했습니다."

3D Systems의 EXT 1270 Titan 펠릿 시스템은 저가의 열가소성 펠릿 공급 원료를 활용하도록 설계된 신뢰할 수 있는 다용도 산업용 적층 제조 솔루션입니다. 이 시스템은 최대 1270mm x 1270mm x 1829mm(50인치 x 50인치 x 72인치)의 인쇄량을 제공하여 Icon에 필요한 것과 같은 대부분의 대형 열성형 도구를 인쇄할 수 있습니다. EXT Titan Pellet 시스템은 다양한 노즐 크기와 호환되므로 사용 가능한 다른 시스템보다 더 미세한 층을 인쇄 할 수 있습니다. 이를 통해 대부분의 경우 후가공 없이 열성형 금형을 생산할 수 있습니다. Icon이 생산하는 특정 금형에 대해 더 미세한 표면 또는 더 엄격한 공차가 필요한 경우 스핀들 도구 헤드를 사용하면 인쇄물을 별도의 CNC 기계로 이동하지 않고도 매끄럽고 정확한 표면을 얻을 수 있습니다.

EXT Titan Pellet 3D 프린터는 다양한 제조업체가 대형 열성형 금형의 직접 생산에서 상당한 비용 및 리드 타임 절감을 실현할 수 있도록 지원합니다(기계 가공 금속 또는 주조 세라믹 대체품에 비해 최대 88%의 원자재 비용 절감 및 최대 65% 리드 타임 단축). 3D 프린팅 금형은 생산 비용이 저렴하고 빠를 뿐만 아니라 성능도 매우 뛰어납니다. 예를 들어, 유리 충전 폴리카보네이트와 같은 복합 재료는 명백한 마모가 거의 또는 전혀 없이 1,000샷 이상을 견뎌낸 것으로 보고된 금형을 사용하여 헤비 게이지(.220") 시트 성형을 위한 입증된 솔루션입니다.

"Icon은 오랜 고객 관계를 유지하고 있으며 고품질 금형을 제공하는 것으로 높은 평가를 받고 있습니다"라고 3D Systems의 Titan 비즈니스 개발 글로벌 이사인 Brad Mount는 말했습니다. "제조 워크플로에 EXT 1270 Titan Pellet 3D 프린터를 추가한 캐나다 최초의 제조업체로서 지속적인 혁신에 대한 약속을 입증하는 동시에 고객이 비즈니스를 혁신할 수 있는 길을 닦고 있습니다. 우리는 Icon의 응용 프로그램에 대한 재료 및 인쇄 프로세스를 검증하는 Application Innovation Group과 글로벌 지원 네트워크를 통해 Icon과의 협력에 자부심을 느낍니다. Icon이 이 새로운 시스템의 이점을 극대화하면서 비즈니스를 어떻게 성장시킬 수 있을지 기대됩니다."

3D Systems는 이번 주 오하이오주 클리블랜드에서 열리는 10월 24일부터 26일까지 열리는 SPE 열성형 컨퍼런스에서 대형 EXT Titan Pellet 3D 프린터 제품군을 선보일 예정입니다. 참석자는 부스 #217을 방문하여 인쇄된 금형 및 성형 부품의 예를 보고 회사 전문가와 운영의 고유한 요구 사항에 대해 논의할 수 있습니다. 자세한 내용은 회사 웹 사이트를 방문하십시오.

미래 예측 진술

본 보도 자료에서 과거 또는 현재 사실에 대한 진술이 아닌 특정 진술은 1995년 증권민사소송개혁법(Private Securities Litigation Reform Act of 1995)의 의미 내에서 미래 예측 진술입니다. 미래 예측 진술은 알려지거나 알려지지 않은 위험, 불확실성 및 회사의 실제 결과, 성과 또는 업적이 과거 결과 또는 이러한 미래 예측 진술에 의해 표현되거나 암시된 미래 결과 또는 예측과 실질적으로 다를 수 있는 기타 요인을 포함합니다. 많은 경우, 미래 예측 진술은 "믿는다", "믿는다", "기대한다", "할 수 있다", "할 것이다", "추정한다", "의도한다", "예상한다", "계획한다"와 같은 용어 또는 이러한 용어의 부정 또는 기타 유사한 용어로 식별될 수 있습니다. 

 

미래 예측 진술은 경영진의 신념, 가정 및 현재 기대를 기반으로 하며, 비즈니스에 영향을 미치는 미래 사건 및 추세에 대한 회사의 신념 및 기대에 대한 의견을 포함할 수 있으며, 필연적으로 불확실성의 영향을 받을 수 있으며, 그 중 다수는 회사의 통제 범위를 벗어납니다. 회사가 증권거래위원회(Securities and Exchange Commission)에 제출하는 정기 서류의 "미래 예측 진술" 및 "위험 요인"이라는 제목 아래 설명된 요인 및 기타 요인으로 인해 실제 결과는 미래 예측 진술에 반영되거나 예측된 것과 실질적으로 다를 수 있습니다. 경영진은 미래 예측 진술에 반영된 기대치가 합리적이라고 생각하지만, 미래 예측 진술은 미래 성과나 결과를 보장하지 않으며, 그러한 성과나 결과가 달성될 시기에 대한 정확한 지표가 될 수도 없습니다. 포함된 미래 예측 진술은 진술 날짜를 기준으로 작성되었습니다. 3D Systems는 법률에서 요구하는 경우를 제외하고 향후 개발, 후속 사건 또는 상황 또는 기타 결과의 결과로 경영진 또는 경영진을 대신하여 작성된 미래 예측 진술을 업데이트하거나 검토할 의무가 없습니다

요약: 사람들을 위한 외골격을 만들 때, 한 가지 중요한 문제는 그 사람과 외골격 간의 완벽한 상호 작용을 달성하는 것입니다.

목표: 불편함과 스트레스를 방지하기 위해 정확하고 신속하게 환자를 3D 스캔하여 그 결과물인 디지털 모형을 사용하여 석고 주형을 사용하는 것보다 신속하고 쉽게 맞춤형 보조기 제작하기.

사용 도구: Artec Eva 및 Artec Studio

 

벨기에의 한 연구 그룹은 3D 스캐닝, CAD 및 3D 인쇄의 도움으로 사용자 맞춤 디자인의 전원식 외골격의 기능을 향상시키고 있습니다.

브뤼셀 대학의 브리 제 대학 (Vrije Universiteit Brussel)의 박사과정 연구원 Kevin Langlois는 인류는 삶의 방식을 근본적으로 바꿀 기술 혁명의 위기에 처해 있다고 믿고 있습니다. Kevin은 대학의 로봇 공학 및 다물체 기게장치 (R&MM) 연구 그룹의 구성원으로, 주요 초점 영역은 전원식 외골격과 같은 착용식 로봇입니다. Kevin은 로봇 보조 기술이 사람들의 이동성을 유지하면서 도움 받는 것에 대한 의존도를 낮추고 움직이지 못하는 것에 의한 2차적인 건강 위험을 줄이기 때문에 의료 비용을 통제 할 수 있는 주요 기술 중 하나라고 생각합니다.

"여기 이 외골격은 근본적인 변화의 일부입니다. 이 기술은 부상 재활 치료, 인력 증가 및 일상 활동의 위험 예방 및 지원 등에 유망한 결과를 보여줍니다." Kevin씨가 말합니다.

 

R&MM의 MIRAD, 조절식 보조기가 장착된 전동 보조 외골격

이 연구 분야에서 주목할만한 진전이 있었다는 사실에도 불구하고, 인간과 로봇화 된 외골격 간의 완벽한 상호 작용을 달성하는 방법에 대한 주요한 문제는 아직 해결되지 않았습니다. 기계적 차원에 있어서 이 질문의 해답은 두 개체 사이의 절대적인 접착력을 얻는 방법에 달려 있습니다.

이 질문은 각 사람마다 인체 측정학적 (사지의 크기와 기능)으로나 생체 역학 (사람이 걷는 방식)적으로 독특한 점을 보인다는 것을 감안하면 대답하기 쉽지 않습니다. 이는 각 개인별로 맞춤 솔루션이 필요하다는 것을 의미합니다.

기성품 솔루션이 최선의 선택이 아니라는 것을 R&MM의 경험이 보여줍니다. 처음에 이 그룹은 스트랩과 브래킷으로 몸에 부착시킨 연구용 조절식 보조 도구를 구입하여 시작했습니다. 그러나 이러한 비품은 자주 잘못 배치되어 외골격 성능이 비효율적이었습니다.

대안 솔루션을 찾았는데, 바로 3D 스캐닝을 사용하여 피사체의 개별 해부체를 포착하고 원활하게 복제 할 수 있는 보조기를 설계하는 것입니다. 특히, 외골격의 물리적 접속기는 인간과 로봇 간의 기계적 연결이기 때문에 3D로 스캔합니다. 이 방법을 사용하면 사용자의 편안함을 유지시킨 채 보다 견고한 접착력으로 외골격의 견고성을 높일 수 있습니다. 이를 위해 Artec의 골드 파트너인 4C Creative CAD CAM Consultants에서 Artec Eva 고정밀 3D 스캐너를 구입했습니다.

"현재 이 분야에 대한 연구는 거의 없습니다. 지금까지 대부분의 연구는 이 기계의 기초, 작동 및 제어에 중점을 두었습니다. 이제는 인간을 이 시스템에 통합 할 시간이 되었습니다. 따라서 R&MM 연구소에서는 3D 스캐닝 기술을 사용하여 새로운 솔루션을 개발하기로 결정했습니다." Kevin씨가 언급하였습니다.

 

 

Artec Eva 3D 스캐너를 사용하여 재구성한 정강이의 디지털 모델

"이제 우리는 Artec Eva를 사용할 것입니다. 이 장치는 조절식 보조기에 비해 장점이 많은 개별 보조기를 설계하고 생산하는 데 도움이 됩니다. Eva 스캐너는 환자의 디지털 이미지를 편집하는 데 빠르고 (5 분 미만) 정확한 스캔 프로세스를 제공합니다. 이 3D 스캐닝 장치를 사용하여 보조기를 생산하는 것은 석고 몰드를 사용하는 것보다 시간과 노력이 적게 들어갑니다." Kevin 씨가 말합니다.

생체 역학 문헌을 토대로 대상의 관절 (발목, 무릎 및 엉덩이)에 전달해야 하는 회전력 또는 힘을 추정 할 수 있습니다. MIRAD 외골격 장치가 엉덩이, 무릎 및 발목 관절에 힘을 주는 것을 통해 보행에 도움을 주기 위해서 입니다. 통증 압력 임계치 (PPT)에 대한 정보, 즉 통증을 느끼기 전에 인간이 특정 해부학적 영역에서 견딜 수 있는 최대 압력과 함께 교정용 프로토타입을 설계할 수 있습니다.

작동기의 핵심 기능은 가변 요소(가변적인 하중을 가진 탄성)와 전기 구동의 연속적인 사용입니다. 이 제품의 특성은 에너지 저장, 피크 전력 공급 증가, 충격 하중에 대한 내성 및 낮은 출력 임피던스 등으로 외장형 외골격에 매우 적합합니다. 톱니바퀴 구성과 같은 기존의 "딱딱하거나" 또는 "뻣뻣한" 작동기와는 달리 이 호환 작동기는 사용자가 외부 힘을 가했을 때 자연스럽게 목표 위치에서 벗어날 수 있습니다.

"Artec Eva 3D 스캐너를 사용하면 이러한 모든 매개 변수를 소형의 인체 공학 보조기에 통합시킬 수 있습니다.” Kevin씨가 말합니다.

 

R&MM 연구소에서 피사체의 정강이 3D 스캔

맞춤형 보조기를 만들기 위해 Kevin씨는 먼저 캡처해야 할 영역 (예 : 정강이)을 선택합니다. 그런 다음 그는 보조기를 테스트하게 될 하나 이상의 대상을 선택합니다. 그 대상들을 스캔하여 데이터는 Artec Studio 3D 소프트웨어에서 처리합니다.

" Artec Studio 내에서 스캔으로 .STL 파일을 생성하는 것은 간단한 과정입니다. 중요한 포인트는 고품질 스캔을 수집하고 모델에 구멍을 남기지 않으며 스캔 정렬을 용이하게 하는 것입니다. Sharp Fusion 도구는 스캔을 정확하게 통합하여 최종 모델을 생성합니다. 저는 Artec Studio 소프트웨어가 직관적인 인터페이스와 더불어 과학자와 엔지니어가 웨어러블 로봇 분야의 연구를 수행 할 수 있게 해주는 강력한 도구를 제공한다고 결론을 내렸습니다.” Kevin씨가 말합니다.

 

 

개별 교정용 프로토타입의 디지털 설계

후처리 후, .STL 파일로 딱 맞는 교정 장치를 설계할 수 있도록 CAD 소프트웨어로 내보내집니다. 마지막 단계는 첨가제 제조를 사용하여 보조기를 제작하는 것입니다. 보조기를 3D 인쇄한 후, 탄소 섬유와 에폭시 복합 재료로 보강합니다.

3D 스캐닝과 3D 인쇄를 사용하면 디지털 기록을 파일로 저장할 수 있으므로 석고 몰드를 사용하는 것과는 대조적으로 특히 유용합니다. 디지털 기록은 피사체가 인간을 로봇 디자인에 완전히 통합시킬 수 있게 해주기 때문에 설계 관점에서 이점이 있습니다. 또한 보조 장치의 생산 또는 제조 옵션에 대한 자유를 주어 3D 인쇄와 같은 CAM (컴퓨터 응용 가공, Computer Aided Manufacturing) 기술을 사용할 수 있게 합니다. 이는 잠재적으로 비용을 절감하고 제품의 품질과 적용 가능성을 향상시킬 수 있습니다.

현재 이 디자인의 이점을 확인하기 위한 실험이 진행 중입니다. "이 실험의 목표는 피실험자의 디지털 기록을 기반으로 한 개별 보조기의 효과를 입증하는 것입니다. 언젠가 목표는 외골격이 다른 사람과 더불어 어느 정도는 착용자 자신에게도 거의 보이지 않게 하는 것입니다. 3D 스캐닝 기술은 이를 달성하기 위한 유망한 도구입니다." Kevin 씨가 말합니다.