機械の「目」を通して、私たちはより大きな世界を「見ている」のです。 「チャイナビジョンバレー」に参入 輝く3D

視覚は人間が世界を知覚するための窓であり、私たちの知識の約 80% は視覚から得られます。視覚のおかげで、私たちは無数の色彩を鑑賞することができます。視覚のおかげで、私たちは自然の壮大さを実感できます。しかし、人間の視覚は光や空間によって制限されることが多く、複雑で高精度な物体に直面すると、簡単に死角に陥ってしまいます。この場合、欠陥を補い、問題を解決する視覚機械を発明できるでしょうか?

機械が世界を見る技術「マシンビジョン技術」がひっそりと登場した。コンピュータを通じて人間の視覚機能をシミュレートし、対象物の画像から情報を抽出して処理・理解し、最終的に実際の検出、測定、制御に活用することができます。 「マシンビジョン技術」は、人間の視覚による世界の認識の限界を大きく広げました。 「Xinlin 3D」は、「China Vision Valley」の中核スタートアップエリアに位置し、3Dビジョン技術の革新と探求を継続的に推進している企業です。

8月14日、浙江省科学技術協会の支援を受けて、2024年浙江省科学技術協会「新品質生産性への参入」シリーズの科学普及活動が中国ビジョンバレーに入り、Shining 3Dを訪れ、高精度3Dビジョン技術が新品質生産性においてどのような中核的地位を占めているかを一般の人々に詳しく見てもらい、自動車産業、エネルギー・重工業、電子・電化製品、精密医療などの分野でどのように革新と変化を促進するかを深く探究しました。

3Dデジタル画像取得システム：文化遺産の修復に役立つ

数年前、ドキュメンタリー『故宮の文化財を修復する私』で、世界トップクラスの中国の文化財修復技術を見ることができました。何千年も流通してきた文化財が専門家の手によって新たな命を与えられたとき、私たちはその背後に多くの人々の集中力と努力があったことを深く感じました。科学技術の発展に伴い、ますます多くの新技術が「昔のものを復元する」業界に新たな活力をもたらしています。たとえば、ドキュメンタリーでは、3D プリント技術が文化遺産に対する従来の離型剤の影響を解決したことが言及されていました。

近年、「バーチャルミュージアム」が続々と登場し、大手の博物館はインターネットのバーチャル技術を採用して、物理的な博物館の限界を打ち破り、人々の多様なニーズに応えています。中でも、文化財の3次元データの取得は、「バーチャルミュージアム」の構築において重要な部分です。実際、「3Dデジタル映像取得システム」は、文化財の展示や修復だけでなく、デジタルアーカイブ化においても強力な役割を果たしています。科学普及講座「文化・博物館分野における3Dデジタル映像取得の秘密」では、Shining 3Dの技術エンジニアであるHong Wenjing氏がシステムの操作と応用について詳細な分析と紹介を行いました。

洪文静氏は応賢木塔と麦積山石窟のスキャン事例を共有し、高精度3Dスキャン技術の魅力を皆に見てもらった。この技術は、従来の手動測定およびモデリング方法と比較して、非接触、非損傷、包括的、正確かつ効率的な文化財情報の記録を実現し、文化財のデジタルアーカイブを確立し、文化財への二次的損傷を最小限に抑えることができます。さらに、スキャン技術によって取得されたデジタル文化財データは、文化財の修復や保護の分野に限定されず、文化財のレプリカや派生品の開発においても大きな可能性を示しています。

例えば、博物館に所蔵されている徳化白磁の芸術作品を博物館の外に持ち出し、より多くの人々に知ってもらうために、福建省博物館は高精度の3Dスキャナーを使用して文化遺産の要素を収集し、現代の芸術設計コンセプトと組み合わせて、一連のクリエイティブな文具、アクセサリー、アートウォールなどの派生的な文化創造製品を丁寧に作成し、徳化白磁の芸術的魅力を新しい視点から示し、観客が徳化白磁の独特の芸術的美しさと奥深い文化遺産を簡単に鑑賞できるようにしました。

3Dデジタルビジュアル取得システムは、「3Dスキャン」から「3D CAD設計およびシミュレーションソフトウェア」、「共通デジタル製造技術」の応用から「オンラインプラットフォーム表示」まで多岐にわたります。システム全体は完全に動作可能であり、高効率、高精度、非接触、持ち運びが簡単という特徴を備えています。そのため、多くの文化財関連作業においてかけがえのない役割を果たしています。例えば、「英県釈迦牟尼塔デジタル保護プロジェクト」では、このシステムにより、文化財を損傷することなく、木造塔内の文化財の3次元デジタルアーカイブ化を実現しています。 「成世三寨恵州古建築デジタルアーカイブ」プロジェクトでは、システムは要求に応じて非接触で文化遺跡や古代建築の装飾の形態的特徴を記録します。 「文化財修復：宋代の半透明磁器のデジタル修復」プロジェクトでは、3Dデジタル視覚取得システムが3D修復印刷に詳細なデータサポートを提供し、文化財の修復が可能な限り元の外観に近くなり、真正性が回復されるようにします。

3Dスキャンは物理的なものをデジタル化するのに非常に便利です

3Dの世界の扉を開く

実用的な情報満載の科学普及クラスを終えた後、参加者は熱心に「仙林歯科」テーマ展示ホールに足を踏み入れ、歯科医院の実際の現場で、歯列矯正、修復、インプラント、審美などの治療における3Dスキャンの役割を没入感を持って体験しました。スタッフは3D口腔スキャン装置を全員に実演し、子どもたちに口腔スキャンのプロセスを直接体験してもらいました。大画面ですぐに形になった口腔模型に、誰もが魅了されました。

「横になってリラックスしてください。」スタッフが子供を連れて歯科スキャンを体験しました。スタッフが装置を子どもの口の中に入れ、左右にスキャンすると、わずか1、2分でコンピュータ上に子どもの口腔モデルがリアルタイムで生成された。 「わあ、見て！これが私の歯よ！」子供は画面上の模型を指差しながら興奮して言った。彼女の母親も「病院で受けた検査よりもずっと早いわ！」と感激した。 「そして、終わった後、口の中に何も感じませんでした。」子供は笑顔で付け加えた。

その後、皆さんは総合展示場へ集まりました。エンジニアがルービックキューブのような不規則な多角形を持ち、それを車に向かってあちこちに振っているのが見えました...彼が頭を回すと、彼の前の車が実際に電子スクリーンに「ドリルで穴を開け」ました。機械から発射された50本の青いレーザー線が、毎秒最大368万回の速度で車をスキャンしていることがわかりました。約8分後、車両の完全なデジタル3Dモデルが画面に表示されました。エンジニアがマウス ホイールを回すと、車の詳細が画面上で拡大表示され続け、輪郭、起伏、曲線がすべて消えて、最もオリジナルの点、線、三角形のメッシュだけが残ります。

「これは高精度の産業用 3D スキャナーです。物体の構造、幾何学的詳細、寸法関係などの情報を保持します。実際の物体との整合性が高く、産業測定のあらゆる側面で幅広く使用できます。」スタッフが皆様にご紹介させていただきました。

その後、全員がスタッフに続いて3Dスキャンのプロセスを間近で観察し続けました。子どもたちはみんな、建設機械の部品をスキャンするプロセス全体を体験しようと競い合い、好奇心と興奮の表情を浮かべていました。その中でも最も魅力的なのが「ボディスキャン」です。スキャンされる人は、じっと立って前を向き、スキャナーが 360 度のスキャンを完了するのを待つだけで、全身の 3D デジタル モデルが瞬時に得られます。わずか3分足らずで、本物の人間と全く同じ色、表情、形をしたデジタルの人物が何もないところから現れ、画面上で生きているかのように現れました。

職員の指導のもと、子どもたちは自ら操作し、物質世界からデジタル世界へと変化する素晴らしい過程を目の当たりにしました。専門家の説明を聞くだけでなく、3Dスキャン技術の魅力を実際に体験しました。大画面で次々とモデルが誕生する様子を通して、子どもたちは、機械の目を通して、より詳細で広大な世界を探索できることを徐々に理解していきました。

すべての展示ホールを見学した後、玉才大成北中学校の徐凡さんは興奮気味にこう語った。「3Dスキャンは本当にすごい。私にはまったく見えないものがたくさん見えて、とても細かいところまで見えます。」 3Dスキャン技術は、人間の視覚能力を拡張するための重要なツールとなり、自動車製造、エネルギー開発、電子産業、文化遺産保護、歯科、さらには仮想現実など、多くの分野で活躍しています。

空間知能とは何ですか?

現在、「空間知能」は人工知能技術の開発と応用における新たなホットスポットとなっている。人工知能の分野では、空間知能とは一般的に、3次元空間で観察、理解し、自律的に行​​動する能力を指します。

2024年5月にOpenAIが発表したGPT-4oモデルに象徴されるように、人工知能の発展は、技術限界の探究に重点を置く「前半」から、応用範囲の明確化と製品形態の構築に重点を置く「後半」へと急速に移行する可能性があります。このような状況において、空間インテリジェンスは、マルチモーダルな大規模モデル、仮想現実、高度なセンサー技術を組み合わせた総合的な技術として、より実用的で理解しやすい応用の可能性を実証してきました。

[「新たな生産性への参入」科学普及活動シリーズ]

科学技術の急速な発展により、新たな生産性が前例のないスピードで私たちの世界を変えています。浙江省科学技術協会は時代の要請に積極的に応え、「新生産力への突入」と称する一連の科学普及活動の創出に全力を尽くし、若者に対する科学普及教育の深化を目指しています。浙江省独自の「315」科学技術イノベーションシステムと前向きな「9+6」未来産業配置を頼りに、大衆が科学技術の最前線に足を踏み入れ、科学技術の魅力を認識し、全人民の科学リテラシーを向上させ、革新的な発展の青写真を共同で描くよう導きます。

2024年浙江省科学技術協会の「新生産性への突入」シリーズの科学普及活動は、豊富で多様なシナリオベース、体験型、没入型の科学普及形式で大衆と最先端技術の間に橋を架け、合成生物学、遺伝子編集、脳科学と人工知能、水素エネルギー貯蔵、航空宇宙情報、地上宇宙統合、メタバース、深地球と深海を含む8つの未来産業の革新的な文脈を共同で探求します。