گذر از پیکسل، دانشمندان با ووکسل چاپ ۳ بعدی انجام می دهند و نتایج آن هیجان انگیز است!

تصاویر چاپ ۳ بعدی از دسته های فیبرهای عصبی (آکسون ها) در مغز

در حوزه های تحقیقاتی مختلف، دانشمندان نیاز دارند اطلاعات ۳ بعدی را به شکل های مختلف تحلیل کنند، مانند اسکن های مغزی، ساختار سلول ها و مولکول ها، ویژگی های زمین شناختی سیاره خودمان و دیگر سیاره ها و یا قلب ستاره های انفجاری.
امکان تحلیل بصری اغلب اطلاعات ۳ بعدی همچنان مبتنی بر استفاده از صفحات نمایش ۲ بعدی کامپیوترها است. این موضوع محدودیت هایی را به همراه دارد، اگرچه از زمان اولین نقاشی های غارها و حتی قبل تر از آن، انسان ها اطلاعات را به صورت فیزیکی به شکل ۲ بعدی نمایش می دادند، ولی مغز ما برای تصویر استریوسکوپی تکامل یافته است: ما برای تصاویر ۳ بعدی از لحاظ سخت افزاری تجهیز شده ایم.
علاوه بر این، زمانی که تصاویر ۳ بعدی به صورت ۲ بعدی به نمایش در می آیند، حتی زمانی که بتوان در نمایشگر کامپیوتر تصاویر را به جهات مختلف چرخاند، گاهی اوقات مشاهده یا تشخیص جزئیات ارتباطات ۳ بعدی میان اشیاء، مانند نحوه تعامل دو اتم یا دو ستاره دوتایی، دشوار است.
برای مثال، اگر شما در حال طراحی دارویی برای جانمایی راحت در فضای ناچیزی درون یک آنزیم باشید، یا حتی اگر در حال رصد اتصالات میان نورون های درون یک شبکه پیچیده از مدار مغزی باشید، هر چه محیط ۳ بعدی را بیشتر درک کنید، راحت تر خواهید بود.
خبر خوب این است که پیشرفت های چشمگیری در استفاده بهتر از «واقعیت مجازی» و «واقعیت افزوده» در تحلیل اطلاعات علمی رخ داده است، و اکنون محققان حتی روش های ملموس تری (و برای برخی کمتر گیج کننده ای) برای دیدن اطلاعات از طریق چاپ ۳ بعدی در اختیار دارند.
در گذشته، چاپ ۳ بعدی امکان نمایش جزیئات دقیق از برخی مجموعه های داده را نداشته، مانند مسیر دقیق ماده سفید در اسکن های مغزی، ولی اکنون محققان، به سرپرستی پرفسور Neri Oxman در گروه Mediated Matter از دانشگاه MIT، روش جدیدی برای غلبه بر این چالش ابداع کرده اند.

 

این رویکرد بجای استفاده از پیکسل، اطلاعات را به «ووکسل» یا همان پیکسل های حجمی تبدیل می کند. چاپگر ۳ بعدی قطرات رزین مخصوص را اعمال می کند که از طریق نور فرابنفش تثبیت می شوند. میلیاردها ووکسل رزینی به لایه های فوق نازک (هر کدام برابر با ۱۲ میکرون) تبدیل می شوند تا اشیاء ۳ بعدی با وضوح بالا تولید گردد. علاوه بر این، این پروسه امکان استفاده از رزین های رنگی و شفاف را فراهم آورده که باعث می شود مدل های تمام رنگی شامل نقاط شفاف، در جاهای مورد نیاز، به وجود آید.

داده چاپ شده از ترکیب بی نظم مایعات سبز و سفید شبیه سازی شده با کامپیوتر

 

داده چاپ شده از سی تی اسکن دست بیمار آرتروزی

همانطور که در این تصاویر مشاهده می شود، نتایج خیره کننده و فوق العاده مفید هستند، و کاربرد بالقوه ای در علم پزشکی، اختر شناسی، باستان شناسی، آموزش و غیره خواهند داشت.