Русский полиозавр: как восстановить облик древних морских чудовищ
Интересоваться миром древних чудовищ Даниил Кирьянов начал с самого детства, однако, окончив школу, сделал выбор в пользу, как ему тогда показалось, более практичной профессии. В «Бауманке» он изучал системы автоматизированного проектирования. Увлечение биологией дало о себе знать снова, когда после университета молодой инженер поступил в аспирантуру биофака МГУ. Там Даниил принялся работать над созданием протеза руки с нейроинтерфейсом и именно тогда впервые встретился на практике с технологией 3D-печати.
Достояние всего мира
Параллельно происходило знакомство с миром науки, с биологами и палеонтологами. Один из новых знакомых – молодой палеонтолог, тогда еще студент геофака МГУ Николай Зверьков – продвигал идею активного использования в палеонтологии 3D-сканирования и 3D-печати. Большая проблема науки заключается в том, что палеонтологическая летопись крайне фрагментарна, так как далеко не каждый живший на Земле вид оставил после себя окаменелости даже в виде отдельных фрагментов скелета. Поэтому о многих древних видах мы не узнаем никогда ничего, а множество других описано лишь по отдельным сохранившимся косточкам. В этой ситуации, считал Зверьков, необходимо, чтобы каждая находка могла бы быть доступна для изучения всему мировому палеонтологическому сообществу. Чтобы это стало возможным, надо ввести практику – прикреплять к каждой профильной публикации файл с отсканированной окаменелостью, которую можно было бы изучать как в виде 3D-модели, так и в виде распечатанной на принтере «твердой копии». Даниил Кирьянов вполне проникся этими идеями и... его жизнь сделала очередной поворот. Теперь он совладелец и технический директор московской компании PrintBox3D, выпускающей 3D-принтеры, которые печатают методом FDM (наплавление пластиком).
«У нас есть несколько моделей принтеров, – говорит Даниил, – отличающихся друг от друга по размерам, среди них флагманские – PrintBox3D White, PrintBox3D Grand White. Кто-то покупает их для домашнего творчества или прототипирования, но есть и промышленные заказчики. Одна компания печатала на нашей технике детали для "тюнингованных" автоматов Калашникова, другая – корпуса для наркотестеров».
Древневолжский бестиарий
У подножия Ундорских гор Волга постепенно подмывает высокий берег, заставляя его осыпаться и обнажать все новые окаменелости. Для их хранения и изучения в селе Ундоры был создан палеонтологический музей – беспрецедентный случай для российской глубинки. Пока он ютится в небольшом помещении, но вскоре обзаведется новым вместительным зданием. Сотрудники музея постоянно расширяют коллекцию, стараясь, чтобы экспозиция была наглядной и интересной для публики.
С директором Ундоровского музея Ильей Стеньшиным и палеонтологом-палеоиллюстратором Андреем Атучиным Даниила Кирьянова познакомил Николай Зверьков. Вскоре родилась идея совместного проекта. Одной из самых приметных находок стал окаменевший скелет русского плиозавра (Pliosaurus rossicus). Плиозавры – это жившие в мезозое морские ящеры, близкие родственники плезиозавров, отличающиеся от последних укороченной шеей. Русский плиозавр – уникальный вид: нигде, кроме волжского берега, его останков не обнаруживали. Скелет сохранился в целом неплохо (хранится в ПИН в Москве), и на его основе было решено сделать реконструкцию внешнего вида рептилии. За эту работу взялся Андрей Атучин. Получившаяся на компьютере 3D-модель была по частям распечатана на принтере PrintBox3D, затем части были склеены между собой, стыки зашлифованы, сам макет раскрашен. Следующим проектом стала распечатка черепа обнаруженного в Америке огромного зубастого тилозавра – еще одной разновидности морских ящеров мелового периода. Образец был также распечатан по частям, а затем собран с дополнительной обработкой поверхностей.
Работа продолжается. В музее создана виртуальная реконструкция скелета плиозавра Luskhan itilensis. Это огромное животное, которое в ходе эволюции перешло из разряда макрохищников в поедателя рыбы, в связи c чем он обзавелся тонкой «дельфиньей» мордой и мелкими зубами. Обнаруженный скелет неполный, но реконструкция в 3D позволит теперь распечатать его и в каком-то смысле возвратить в реальность.
Прогресс для науки
Применение в музейном деле 3D-сканирования и 3D-печати приносит очевидные и яркие плоды, но что же со строгой наукой? Восемь лет назад (апрельский номер «ПМ» за 2012 год) мы пытались сравнить традиционный способ создания гипсовых копий-отливок окаменелостей, которые могли использоваться для обмена между музеями и профессионального изучения, с распечаткой отсканированных находок на существовавших тогда 3D-принтерах. Выяснилось, что распечатанные копии были недостаточно точны для научного обихода. А что теперь?
«Мы изготавливали на наших 3D-принтерах точные копии окаменевших костей, и этими копиями российские палеонтологи делились с зарубежными коллегами, – рассказывает Даниил Кирьянов. – Нареканий к качеству поверхностей не было. Все-таки за восемь лет технологии шагнули далеко вперед. Наши принтеры сделаны на высококачественных направляющих, на фрезерованной толстой 8-миллиметровой алюминиевой раме, которая исключает люфты. Плюс экструдер нашей разработки, очень точно подающий пластик».
«В наше время, – говорит Андрей Атучин, – на принтерах можно делать даже более точные копии, чем классическим способом. Но 3D-технологии нужны не только для копирования. Сейчас палеонтологи часто используют компьютерную томографию, в том числе и с огромным разрешением. В результате мы можем не только напечатать, например, череп со всеми внутренними структурами, но и отсканировать (а потом и распечатать) находку, не извлекая ее из породы и не теряя какой-то важной информации. Открываются интересные возможности для музеев. Одни мои австралийские коллеги отсканировали зубы древних млекопитающих миллиметрового размера, увеличили в несколько раз, распечатали и показывают публике, дают потрогать все сложные бугорки на зубах, которых никто из зрителей и разглядеть не сможет – зуб-то ведь размером с песчинку!»