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Kurio 3D利用Artec 3D扫描技术为英超球星量身定制紧身裤

作者 Paul Hanaphy

挑战:开发更适合运动员和病人腿部的压力紧身裤,以帮助他们消除疲劳、治疗血液循环相关疾病。

解决方案:Artec Eva, Artec Leo, Artec Studio, MATLAB

效果:算法可以将3D扫描直接转换成量身定做的紧身裤。借助公司软件和Artec Leo,他们可以为世界顶级足球运动员定制服装,达到传统卷尺无法企及的精度。

为何选择Artec 3D? Kurio 3D从Artec Eva升级到全无线开云体育官方首页登录入口 Artec Leo,可以在一小时内毫不费力地为球员定制紧身裤。

Kurio 3D

诺丁汉特伦特大学Jack Ashby博士用Artec Leo扫描测试对象

如果你曾经经历过四肢浮肿,下半身血流不畅的问题,或者哪怕只是逛过药房,应该都听说过压力紧身裤。

这些贴身带弹力的衣物可以对腿部和脚踝施加些微压力,从而防止肿胀、疲劳、静脉疾病的恶化。不过,既然可以在全球各地商场中买到,那问题就能解决了,不是吗?

专业运动服装设计制造商Kurio 3D表示不一定,他们已经为4000多位运动员定制了压缩紧身裤,包括英格兰足球超级联赛和冠军联赛的足球运动员,以及多个女子国家队球员。

Kurio 3D

Ashby在Artec Studio中处理3D扫描数据

根据Kurio 3D的说法,现成的产品目前只能根据身高和体重来选择。公司表示,考虑到“每个人的体形各有差异,我们也不清楚每个人的腿部尺寸。”在3D扫描出现之前,市场上始终没有真正的运动紧身裤定制服务。

Kurio 3D团队说道:“有些足球运动员身材高大,体格魁梧。你也可以找到另一个身高相同、身材魁梧的球员,但他们的腿部尺寸大不相同。还有些运动员身材健硕,普通人不会有一双像他们那样的小腿!他们的小腿粗壮,四头肌和腘绳肌也更粗壮”。

“目前,你无法买到为运动员量身定制的压力紧身裤,完全不可能,因为不存在。”

让定制更进一步

Kurio 3D负责人生来右小腿比左小腿小,因此他对不合身的紧身裤有切身感受。对他而言,总是一个裤腿有压力,另一个裤腿什么感觉都没有。他的裁缝父亲曾教他用卷尺量尺寸,于是他开始研发定制紧身裤的方法。

但是,他之前的做法非常费力,需要手动测量34个尺寸。后来,他找到开云体育官方首页登录入口 大使Central Scanning的市场经理Alex Chung,希望找到自动化处理方式。Chung帮他找到了一款功能、精度都符合Kurio 3D定制需求的开云体育官方首页登录入口 Artec Eva

首先,Eva能简化并实现测量流程的数字化。这款久经考验的3D扫描解决方案质量轻便,身材小巧,使用方便,能快速测量中等大小的物体,在医疗领域得到了广泛应用。

然而,很快我们发现,要优化贴合度,我们的流程必须更灵活。为实现这些目标,Kurio 3D团队尝试延长Eva的电缆,并增加了一个3.5英寸的第三方显示屏,至少能实现基本的实时跟踪。

不久后,Artec 3D推出了一款全无线开云体育官方首页登录入口 Artec Leo,一改扫描市场格局。自从Kurio 3D团队升级到这款AI驱动的设备后,就再也没有回头,他们可以远程按需安排3D扫描,并从各个角度捕捉运动员的肢体。

Kurio 3D

Ashby借助Artec Leo内置显示屏确保实时捕获完整人体

Kurio 3D负责人说:“延长电线,加上显示屏,就等于给自己做了台Leo,我就不用带着笔记本电脑到处走了。但之后Artec 3D推出了Leo,我的工作就变简单多了。不仅无线,还有屏幕。过去手动测量两条腿需要15-20分钟,我需要不停地跪地弯腰,但现在只要一分半,就能搞定。”

“我们与Alex取得联系,就发现了这台开云体育官方首页登录入口 。对我们来说,找到匹配我们精度需求的开云体育官方首页登录入口 ,才是最重要的。”

Kurio 3D的“特调酱汁”

因此,Kurio 3D最终实现了测量工作流程的现代化更新。但产品的成功并不完全取决于硬件是否先进。公司发现尽管Leo能以高达0.1毫米的精度捕获运动员的四肢,但他们还需要找到一种方法,能把数据转换成直接应用的测量值。

这时,他的好友诺丁汉特伦特大学讲师Martin Lewis博士起到了关键作用。这位博士集数学天才、程序员、生物力学家于一身,据说是编程平台MATLAB上开发算法的核心人物,能将扫描区域作为.csv(电子表格)导出,其中包含测量数据。

Chung将这种算法称为Kurio 3D的“特调酱汁”,其原理就是将扫描截面转换为可读取的“切割映射代码”。不过,很方便的是,其中的第一步可以在Artec Studio中通过截面填补孔、删除离群噪点后以多种格式导出完成。

这些网格完成整体配准、导出,经公司算法处理后,就变成了定制产品,可随时用于生产。

Kurio 3D称,与以往相比,这一过程“精度与图案质量都更高”,从扫描到成品,只需30分钟。

Kurio 3D负责人补充道:“这比绘制图案要快得多。我们的专门软件实际上可以识别出每一毫米的周长。随后,我们提取出每个0.1毫米,将其铺设到平面图案上。换句话说,可以直接在腿上形成图案。这点对我们来说,相当重要。”

“我们可以在一小时内扫描25人的球队。手动测量的话,不敢想象!”

Kurio 3D

在Artec Studio中处理Artec Leo采集的全腿图像

除了为顶级足球运动员研发装备外,公司还与板球、篮球等诸多领域的运动员合作。目前,公司定制的压力紧身裤广受专业运动员好评。但即便如此,公司并没有停止前进的脚步。

该团队表示将继续“致力于3D扫描”,因为“这是未来的发展方向”,同时,研究优化全身扫描的方式,并从中发现机遇。

进军医疗3D扫描

为确保其产品如宣传般有效,Kurio 3D还与诺丁汉特伦特大学运动生理学讲师Jack Ashby博士等几位学者合作。自从开始对紧身裤进行性能测试后,Ashby就一直和Kurio 3D合作,同时进一步探索Artec 3D扫描技术在临床和运动方面的应用前景。

具体来说,他利用诺丁汉特伦特大学自己的Leo,开始研究淋巴水肿等疾病的治疗方法。该疾病的主要症状之一就是身体肿胀,因此,通过3D扫描跟踪淋巴水肿的发生率有助于控制疾病,同时为医院节约成本,提高安全性,加快治疗速度。

Ashby 解释道:“现有的成像技术非常昂贵。如果想每隔几周进行一次核磁共振,成本就是个大问题。排水法也常用于腿部测量。这种方法很简单,且成本效益高,但需要约20分钟。”

“让人在没有支撑的情况下保持腿部不动是很困难的,还可能造成测量误差。因此,3D扫描成了一种非侵入式的高效解决方案。”

Ashby的研究表明,3D扫描比排水法更可靠。将上肢、下肢的3D扫描结果和排水法的结果进行对比,他发现扫描测量结果的可重复性更高。

结果发现,测量结果偏离腿部实际体积(偏差或误差)的几率为3-5%,始终低于排水法的4-7%。“虽然两者差异听起来并不大”,但Ashby说,这意味着“如果一条腿的体积变化5%,我们就有信心,3D开云体育官方首页登录入口 能持续监测到这一变化。”

因此,Ashby认为“需要在这一领域开展更多研究”,这也是他将继续努力的方向。医疗机构也需要考虑采用3D扫描这类可靠的技术来完成肢体体积评估。

Chung补充道:“早在2017年,我们就参与了Kurio 3D在诺丁汉特伦特大学研究项目的早期阶段,直到后期全面商业化,如今,他们也通过Artec Leo找到知名客户,事业有成。我们感到十分高兴。现在,Jack Ashby还在继续探索如何将这项技术用于其他前沿研究领域,我们希望能继续和他成为创新合作伙伴。”

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