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使用3D扫描技术来研究我们的过去 – 对一个古生物学家的采访

在古生物学的领域中什么事突破性的发现和新的挑战呢?怎样才能使一个发现彻底改变我们人类的看法呢?3D扫描技术是如何帮助研究人员开展工作的?为了找到这些问题的答案,Artec首席执行官阿尔乔姆·尤金先生将会和著名的古生物学家路易斯·基利先生进行一次交流。路易斯在肯尼亚Turkana湖盆地区域发掘事前动物和人类的化石,并使用ArtecEvaSpider开云体育官方首页登录入口 进行了扫描

Q: 首先我很高兴能认识您!

A: 我也很高兴能认识您,因为使用这些3D科技对化石扫描是一件很有趣的事情。

Q: 谢谢您. 您的家族三代都致力于人类学的研究:您的祖父母,您的父亲还有您自己。是什么让您的家族酷爱这个行业并世代相传的呢?

A: 我的祖父母在1930年开始在坦桑尼亚的奥杜维研究化石。那时候没有人会相信他们能找到人类起源的证据。但是他们最终在非洲的版图上找到了OH5的头骨。从此我的父亲和他的弟弟也和祖父母一起开始学习研究化石。当我的父母开始在Turkana 工作时,我们也开始跟随他们一起在现场学习很多相关的专业知识。小孩子都很喜欢在地面上找东西,他们很擅长这一工作,因为他们比成年人更接近地面。

Q: 您什么时候有了自己的第一个重大发现呢?

A: 大约在我7岁的时候我找到了一块1700万年前类人猿的牙齿, 但我不知道这是类人猿的。我只是把它捡了起来问其他人这看上去像块牙齿,还不错吧?” 其他人都问我, “啊,你在哪里找到的?”

Q: 您认为科学领域中最重要的发现是什么?

A: 我认为最令人兴奋的发现之一就是在坦桑尼亚发现了350万年前的人类足迹化石。在很长一段时间内,这是人类双足行走的最早证据。这是一块25米长的化石,被覆盖在凝固的火山灰中。还有一些重要发现,比如在Turkana湖西侧发现的Turkana 男孩的完整骨架,化石有160万年的历史。很明显他当时陷入了沼泽,这就是为什么他的头骨会如此完整,并没有被其他的动物所破坏。很多时候我们发现的化石都是碎片状的。

Q: 那您是如何判断这些碎片是属于同一个物种的呢?

A:好的,举例来说,如果有很多不同的脚骨碎片,他们的纹理、颜色都相同的话,就说明他们出自人体同一个区域,只是有一定的几率。我们不能100%确定这些碎片都是来自于同一个人,除非我们在同一个地质层面发现了这些碎片。我们可以根据火山灰的位置来计算这些化石距今实际的年份。这一点非常重要,我们会严格遵守地质学的理论。

Q: 在古生物学的领域中有什么新挑战吗?有什么开放性的问题吗?

A: 我认为遗传学迄今为止的进步是十分有趣的。我们真的可以期待并详细了解20万年前这些分散在非洲以及世界各地的原始人的基因排序。

Q: 是啊,遗传学确实很令人兴奋,并带给了我们很多知识。但是有什么古生物学的遗留问题吗?

A: 化石,我们需要找到更多的样本,以便填补空白并了解现在已知的物种。比如说原始人,人类的祖先有很多不同种类的化石,我们只找到了1%。我们收集了更多的猪类、马类、大象、老鼠之类的化石,以及和人类祖先相关的很多信息。

Q: 这些化石有助于我们了解古人类吗?

A: 当然,他们都是息息相关的。如果你知道羚羊曾经生活在这个区域,那就说明古人类也曾在这个区域生活过。

Q: 那这些乌龟、大象、鳄鱼化石的价值又是什么呢?

A: 这些都是保存最好、最完整的比如那个鳄鱼的骨架,这是我们所知道的唯一一个完整的鳄鱼骨架。

Q: 这个特殊的鳄鱼是唯一一个? 看上去像Crocodile Lucy?

A: 这个是 crocodile Lucy,除此之外我们还有其他的Lucy碎片,也属于这个物种。但是最完整的Lucy被留在了现场,因为它实在是太大了不方便移动。但是随着时间的推移,它也被逐渐腐蚀破坏。这就是我们为什么一定要得到它的3D扫描图像。如果我们没有它的副本或记录,过几年之后就无法进行研究了。同样的情况还有一只大象的化石,这是最完整大象的化石,也被留在了发掘现场。还有乌龟,我们找不出第二个像它一样的了。

Q: 但是这些被发现的化石为什么会被遗弃了几十年呢?

A: 这些化石是我们在上世界70年代末发现的,我们把它们带回了Nairobi, 所有的化石都会被带往那里。我们无法完整地将化石带往那里。它们只能被留在现场,也就变成了现场展品,只能带着人去现场参观。但是它们无法像在博物馆中受到精心的照料,随着时间的推移,现场的保护建筑也无法阻挡风沙对化石的侵蚀。所以我们非常希望能够得到化石的记录或数字拷贝。

Q: 因为没有妥善保存,所以导致了大量信息的丢失?

A: 是的.

Q: 那有没有把他们移动到别的地方的计划呢?

A: 我觉得鳄鱼的化石必须要转移, 这也是我为什么想要得到高质量扫描图像的原因。通过图像我们可以获取一个3D复制品。这样我们就可以把它转移到室内,并恢复该样品, 并把它带到我们的TBI营地。在那里它的安全可以得到保证,可以得到清洗、正常维护并进行研究。显然我们需要得到一个副本,然后博物馆也会要得到副本的。

Q: 好的. 我还想问一个关于 TBI的问题 [Turkana盆地研究所]. 这个团队是怎么成立的? 我也想了解一下 African Fossils. African Fossils是怎样帮助业界同行进行研究的?

A: 让我们从 TBI开始吧. 我们以前在Turkana湖工作的时候,要从Nairobi 坐船 a 3.5天才能到达,并且还要运送大量的补给。需要在北面建立一个地上的基地。所以我们不断努力,通过私人募集资金,并通过总部设在纽约的Stony Brook Foundation 来帮助我们进行募捐,最终建成了基地。一旦TBI建成,也就意味着化石可以不用被运离Turkana, 它们会被存放在那里,作为国家收藏品的一部分。但是在北部寻找人员照看化石,并进行研究显然要容易很多。我们有两个区域站点,一个在西,一个在东。现在人们可以使用这些设施,无论是研究气候变化,还是研究昆虫、鱼类或化石。African Fossils 是我的建议,我们觉得需要为公众进行更多的教育,让人们产生对人类起源的兴趣。现在我们拥有了数字手段,可以分享这些化石的3D图像和模型。这很有意思,可以旋转模型从不同角度观看,并且可以下载进行打印。我觉得我们现在还有一个机会,如果我们现在开始不仅仅扫描偏远站点的化石并将它们数字化,而是让世界各个地方的人们都能看到这个化石模型,看到更多的细节。于是我开始使用欧特克和摄影测量技术来制作人类祖先塑像的原始3D模型,然后将它们上传到网站上。在这个虚拟的工作室里,人们可以查看模型并且讨论,让人有身临其境的感觉。我想让人们可以随意选择模型查看,甚至可以看到内部的细节。

Q: 这真是太棒了. 我从来没有见过相应的任何资源。对于那些不能成为考古学家的普通人来讲,这些知识的价值是什么呢?

A: 如果你不停地思考我们的过去、我们来自何方我相信没有比观看化石更能满足你好奇心的方法了。如果你把它放到一个时间轴上,你会发现我们的过去是多么的接近。如果人不去思考自己的过去,他就不会思考自己的未来,也不会知道自己要去往何处,也不会知道我们作为一个物种是多么的脆弱。这就是它的重要性。

Q: 我完全同意。您只是接触了我们的技术和相应的应用程序?

A: 想要在电脑上拥有一个化石的复制品,并且能够查看细节我们一直没有成功。 能够捕获很多的细节,这对我们来说是重大的突破。如果我们在荒野上发掘新的化石,我们就可以通过3D开云体育官方首页登录入口 每天几个小时进行扫描,逐步获得其完整的数据。你还可以记录下整个的过程。.

Q: 您的意思是说一边进行现场发掘,一边扫描发掘现场的地貌和地层,并将它们制作成精确的3D图像,这样的话您就可以更详细地研究这个区域,是吗?

A: 是的,完全正确. 你可以从现场获取信息,并将大量的细节带回到实验室,或者发送到别的国家的同行那里。很多化石被保存在不同的地方,有些地方很偏远,尤其是TBI研究所。到达那里并不是一件很容易的事情。但是数字格式的记录,无论身在何处都可以进行查阅。理想情况下,我们希望每一个标本都能有自己的扫描档案。我们之前所使用的开云体育官方首页登录入口 需要和摄影测量一起由于有太多细节需要捕获,我们无法保证精确度。贵公司的Artec手持开云体育官方首页登录入口 捕获速度非常快,精确度很高,通过它我们可以完成几年前不可能完成的任务。一旦你拥有了3D数字模型,你就可以进行外形比较,也可以做牙齿比对,可以做很多之前无法进行的研究。

Q: 如果您有这些东西的3D模型,就可以进行虚拟拼接并模拟运动。

A: 是的.

Q: 他肯定会对您有所帮助的. 我们赠送您两台开云体育官方首页登录入口 . Denis应该带着Spider开云体育官方首页登录入口 来了.

A: 现在我们拥有 SpiderEva

Q: 我很高兴开云体育官方首页登录入口 最终发挥了作用, 我们最开始都表示怀疑。因为我们最初认为开云体育官方首页登录入口 无法在这么炎热的气候里进行工作,它适宜的工作温度范围不应超过30度。但是在肯尼亚的气温要远远高于这个数值,我很高兴它们最终发挥了自己的作用。

A:是的,他们工作正常。这也是因为你们没有一直进行扫描,扫描结束后就停机,让开云体育官方首页登录入口 得以休息。

Q: 是的,他的扫描速度非常快,不出十分钟您就可以获得大量的信息。

A: 现在我们有了两种开云体育官方首页登录入口 ,我们可以选择扫描物体的细节,还是扫描庞大的物体,然后再扫描细节。

Q: 我希望EvaSpider开云体育官方首页登录入口 可以在工作中帮助那些考古学家和古生物学家,我们还可以建立大型的化石数据库并进行比较研究。

A: 是的. 当我们在TBI使用你们的开云体育官方首页登录入口 时,很多同事都对开云体育官方首页登录入口 产生了浓厚的兴趣。大家都想为自己的工作组购买一台开云体育官方首页登录入口 。目前Timothy已经返回Nairobi的博物馆,我们会在那里继续扫描工作。他会在博物馆里每天都使用开云体育官方首页登录入口 工作的。

Q: 那太好了,感谢您百忙中接受采访。

A: 也非常感谢你.

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