La scansione 3D di Artec fa luce su un brutale sport dell'antica Inghilterra

Gli studenti dell'Università di Nottingham imparano a digitalizzare manufatti con Artec Space Spider. Foto per gentile concessione dell'Università di Nottingham

Nei film, tendono ad essere rappresentati come predatori che non aspettano altro che azzannare chiunque si perda nel bosco, ma nella realtà sono più spesso gli orsi ad essere maltrattati dagli umani. Continuano ad essere tenuti in cattività e sottoposti a pratiche crudeli come l'estrazione della bile, e che ci crediate o no, quando era di moda il bear baiting, soffrivano ancora di più.

Nel XVI secolo, quella che era iniziata come un'usanza in cui i tori dovevano combattere contro cani o essere adescati (da qui il nome della pratica in inglese, bear baiting) prima di poter vendere le loro pelli, si era evoluta in una popolare forma di intrattenimento.

Da quello che sappiamo, i tori (e in seguito gli orsi) venivano legati a dei pali, poi gli si sguinzagliavano contro dei cani, e la folla scommetteva su chi avrebbe vinto. Nella Londra di Shakespeare, si potrebbe pensare che questa forma di intrattenimento non fosse poi così popolare. E invece era spesso vista sullo stesso livello del teatro, e guadagnò una tale popolarità da portare la casa reale ad assumere un "maestro" di lotta tra animali.

Un cartone animato che raffigura la caccia all'orso nel XIX secolo. Immagine per gentile concessione di Wikimedia Commons

Ma ormai molti britannici hanno dimenticato questa pratica brutale, e rimane la necessità di educare le nuove generazioni sul passato del paese. È questa la missione di Box Office Bears, con l'aiuto di Artec Space Spider e Artec Micro.

Box Office Bears

Con l'obiettivo di scoprire e condividere le storie degli animali protagonisti del bear baiting in Inghilterra, i ricercatori delle università di Nottingham, Oxford e Roehampton hanno unito le forze con il Museo di Archeologia di Londra (MOLA) per creare Box Office Bears.

L'iniziativa mira a riunire reperti tra cui ossa, resti di edifici, mappe e diari per comprendere meglio questo sport e il motivo per cui era così popolare. Tuttavia, affinché i campioni ossei possano essere analizzati scientificamente per scoprire nuove importanti informazioni, devono essere perforati, causando inevitabilmente danni.

Dopo aver raccolto significativi finanziamenti dall' Arts and Humanities Research Council (AHRC), il team ha ora trovato un modo per preservare digitalmente i reperti. Lavorando con il partner Artec certificato Gold Patrick Thorn and Co., hanno iniziato ad utilizzare Artec Micro e Artec Space Spider, due scanner collaudati e rivoluzionari nel campo della conservazione del patrimonio culturale.

Digitalizzare una tibia vecchia 400 anni

La ricercatrice Hannah O’Regan è riuscita a ottenere la prima scansione di un campione ancora prima che questi dispositivi arrivassero, utilizzando uno Space Spider presso la Medical School dell'università di Nottingham.

L'assistente professoressa associata Natasha Noel-Barker si è fatta avanti per eseguire la scansione e ha scoperto che digitalizzare con precisione una tibia vecchia 400 anni è facile e veloce. Il campione era marrone, un colore di solito difficile da catturare, ma grazie al dispositivo ultra-preciso si è riusciti a catturare dettagli intricati, come minuscole patologie, con una risoluzione sbalorditiva.

Natasha Noel-Barker dell'università di Nottingham che elabora le scansioni di Artec Space Spider di una tibia di orso vecchia 400 anni. Immagine per gentile concessione dell'Università di Nottingham

Anche le superfici curve NURBS, che secondo O’Regan "sono quasi impossibili da misurare" con nastri o calibri, sono state catturate con incredibile precisione. Le scansioni iniziali di Noel-Barker hanno prodotto un modello 3D della tibia così realistico che è stato addirittura stampato in 3D affinché i visitatori della mostra ‘Bears! Nature, culture, and beyond!’ a Notthingam possano toccare con mano la storia.

Dato che si dovevano analizzare resti antichi e delicatissimi, la natura senza contatto del dispositivo si è rivelata un altro importante vantaggio del passaggio alla scansione 3D. Con O’Regan e i suoi colleghi che lavorano per analizzare campioni vecchi di secoli, Space Spider si è dimostrato perfetto per digitalizzarli senza danni o contaminazioni.

"Per la ricerca sugli isotopi, la datazione al radiocarbonio e l'analisi del DNA è necessario prelevare un campione, aprendo un buco", ha spiegato O’Regan. "Prima della scansione 3D, avremmo fatto fotografie e misurazioni. Ora possiamo anche scansionare le ossa in 3D in modo da avere una documentazione completa."

"Con Space Spider, possiamo digitalizzare e stampare in 3D le ossa o incorporarle nei siti web, in modo che le persone possano spostare i campioni e interagire con essi, di persona o sullo schermo: è fantastico!"

Raggiungere una risoluzione rivoluzionaria

Il tecnico di laboratorio Susie Sherwin ha svolto un ruolo centrale negli sforzi di digitalizzazione della nuova iniziativa scientifica del patrimonio N-MESH Labs dell'università, ricreando di tutto, da un dado vecchio di un secolo a deli stivali vichinghi per scopi didattici o per mostre.

Con Micro, uno scanner 3D desktop che vanta una sbalorditiva precisione di dieci micron, Sherwin è stato persino in grado di scansionare pezzi più piccoli come monete catturando le loro più piccole complessità. Secondo Sherwin, il punto forte del dispositivo è la sua capacità di "coprire tutti gli angoli". "Finché ti ricordi di ruotare gli oggetti, sai che Micro catturerà tutto."

Altrove, Sherwin ha contribuito a sostenere la ricerca, digitalizzando un teschio del Buxton Museum and Art Gallery. Oltre alle sue precise capacità di cattura, la portabilità e la facile manovrabilità di Space Spider sono state fondamentali per la rapida e accurata replica del campione per il Museo di Archeologia dell'Università di Nottingham.

Anche il software di acquisizione ed elaborazione di scansioni 3D Artec Studio è stato fondamentale per raggiungere questo obiettivo. Dopo alcuni suggerimenti di Patrick Thorn, Sherwin ha trovato l'algoritmo di allineamento automatico della piattaforma ideale per sovrapporre le scansioni per ottenere risultati completi. D'altro canto, quando si digitalizza un vaso, l'allineamento manuale si è successivamente dimostrato più efficace, mostrando l'immensa flessibilità del programma.

Nei prossimi mesi, Sherwin prevede di iniziare a utilizzare un'altra funzionalità avanzata di Artec Studio: l'importazione della fotogrammetria. La combinazione di questi dati con la scansione 3D ad alta risoluzione consente la creazione di mesh con texture realistiche e geometrie ancora più accurate.

Poiché gli studenti di Nottingham hanno già sperimentato questa tecnologia, prevede che ciò contribuirà rapidamente a migliorare la qualità dei modelli che l'università è in grado di condividere.

"Nella nostra rete, abbiamo un laboratorio digitale in cui gli studenti possono scansionare documenti antichi e altri oggetti del museo", ha spiegato Sherwin. "In precedenza utilizzavano la fotogrammetria, quest'anno stiamo aggiungendo la scansione 3D e l'unione di queste due tecnologie, in modo da poter ottenere una migliore qualità".

"La fotogrammetria [da sola] non raccoglie necessariamente tutto il necessario. Ma la scansione 3D è piacevole da usare: il modo in cui puoi ruotare di 360 gradi attorno a un oggetto e ingrandirlo, ti permette di catturare molti più dettagli."

Alla scoperta di antichi segreti

Con la scansione Artec 3D, il team dell'Università di Nottingham non ha solo iniziato a condividere i reperti, ma ha integrato la tecnologia nel suo flusso di lavoro per far avanzare i suoi obiettivi di ricerca più ampi.

"È  molto eccitante, c'è molto potenziale in termini di flusso di lavoro", ha aggiunto O’Regan. "Ora possiamo prelevare qualsiasi osso che vogliamo campionare, fare radiografie e scansionarlo in 3D. In questo modo possiamo ottenere un'immagine di buona qualità dell'intero esemplare, prima di avvicinarci con un trapano. È un vantaggio davvero prezioso dal nostro punto di vista."

I membri del team Box Office Bears, il dottor Andy Kesson, la professoressa Hannah O’Regan e il dottor Liam Lewis, posano con un orso ritagliato. Immagine per gentile concessione dell'Università di Nottingham

Andando avanti, la libreria di reliquie digitali del dipartimento è destinata a crescere, man mano che gli studenti fanno i conti con il crescente arsenale di strumenti tecnici di N-MESH Lab. Che si tratti di scansione 3D, fotogrammetria, software di rifinitura delle mesh o una combinazione di tutti e tre, si spera che questo tesoro online porti la ricerca sul patrimonio britannico a un nuovo pubblico.

I visitatori hanno potuto vedere la tibia e il cranio originali dell'orso presso la mostra al Museo di Archeologia dell'Università di Nottingham ‘Bears! Nature, culture, and beyond!’  che è durata fino al 31 dicembre 2023.

L'attuale selezione di modelli archeologici scansionati in 3D dell'Università di Nottingham è accessibile tramite Sketchfab su questa pagina.