Investigadores de la Universidad de Zhejiang desarrollan un modelado 3D para imprimir gafas de protección usando un smartphone y una impresora 3D, logrando que se adapten perfectamente a la forma de la cara. El diseño permite también instalar lentes con aumento, lo cuál es una gran ventaja para las personas que deben usar esta protección por muchas horas, como personal de salud o de la industria.
Las gafas pueden ayudarnos a prevenir enfermedades de la vista por salpicaduras o aerosol, pero también poseen otros beneficios. Las gafas convencionales se ajustan a través de una banda que presiona el rostro, si se las usa por mucho tiempo pueden causar lesiones en la piel e incluso infecciones. Las personas con miopía pueden necesitar usar lentes adicionales, lo cual genera un inconveniente adicional.
El equipo del profesor Zhou Kun del Laboratorio Nacional de Diseño y Cartografía asistido por computadora de la Universidad de Zhejiang, ha desarrollado unas “gafas a medida” a través del escaneo en 3D de la cara por lo que logran un ajuste perfecto y utilizan tecnología de impresión en 3D, solucionando así el problema de adaptación de las gafas convencionales, y garantizando máxima protección a la vista.
Solo con el uso de un Smartphone es posible digitalizar el rostro de la persona
Debemos comenzar por obtener los datos tridimensionales sobre la cara de cada usuario. A medida que la tecnología evoluciona, los smartphones y tables poseen cámaras que permiten lograr un barrido tridimensional de gran profundidad.
“Las equipos de barrido tridimensional tradicionales son costosos e ineficientes.” Zhou Kun explicó que el escáner tridimensional de los smartphones o tablets permitía obtener todos los datos una sola vez, lo que dio lugar a la creación de un “mapa digital de la cara humana”.
El mapa, que integra datos relacionados con la cara humana, permite a la computadora obtener un panorama completo de las características faciales del objeto, así como de la ubicación y la forma de las partes clave de los ojos y la nariz, y sienta las bases para el diseño automático de las gafas protectoras.
La forma en que se construye el modelo digital de las gafas es fundamental para generar una forma geométrica que se ajuste perfectamente a los ojos humanos.
Para una sartén, por ejemplo, con una tapa muy estrecha, de diferentes tamaños, se necesita una tapa diferente. Es evidente que la compatibilidad de las gafas con la cara de una persona es más difícil que un patrón estándar.
Zhou Kun dijo que esta adaptación personalizada es para permitir decenas de miles de “puntos” en los que se describe la forma de las gafas, a través de un ajuste sucesivo, optimizando y ajustando completamente el modelo al rostro. “El tamaño de la cabeza, la posición de las pupilas y la inclinación de los ojos influyen en la forma final de las gafas.”
A fin de evitar el uso de lentes adicionales, los investigadores han incluido en el modelado 3D unas ranuras para insertar las lentes con graduación, aumentando el flujo de aire a través de la ventilación lateral y reduciendo la humedad. Sin embargo, estas funcionalidades claves implican un gran desafío de diseño.
La forma de la lente debe ser considerada en la optimización del diseño de las gafas para asegurar una fácil instalación de forma de lograr un encastre uniforme; el espesor del marco de las gafas debe cumplir los requerimientos de fabricación para un acabado uniforme y claridad del usuario.
¿Cómo se resuelven estos problemas? El equipo de Zhou Kun se se ha focalizado en la modelización tridimensional y el cálculo de la GPU, para determinar el enfoque global de la optimización de gradiente y y solucionar el control de la superficie de control, asegurar la posición para la instalación de las lentes, el ajuste simétrico automático, etc., utilizando potentes sistemas computacionales para acelerar el proceso de búsqueda optimizado, logrando que el modelado de las gafas se complete en solo 30 segundos a partir de la digitalización del rostro del usuario.
Tecnologias de impresión 3D para producción a gran escala
No hay dos caras idénticas en el mundo, lo que significa que cada una de las gafas, que se crean según la cara del usuario, tiene una forma única. Los métodos tradicionales de elaboración de modelos no pueden producir esos productos, y las técnicas de impresión en 3D pueden resolver el problema.
El desarrollo y la rápida difusión de la tecnología de impresión en 3D han permitido que la producción de gafas protectoras se adapte a un costo relativamente bajo en un breve período de tiempo, incluso con diseños personalizados en la impresión de la superficie. Los métodos de producción innovadores permiten que la tecnología de las gafas salga del laboratorio y preste servicios directos a un gran número de profesionales de la salud.
En la actualidad, los resultados de la investigación han sido objeto de una patente nacional de invención y se han realizado pruebas clínicas en dos hospitales de Hangzhou.
La opinión general de los médicos es que “Estas gafas son mucho más cómodas. Los lentes se acomodan a la vision y el sentido de opresión de la cara se distribuye de manera uniforme, incluso si se lo llevaba todo el día, no quedan marcas visibles. Los problemas de condensación mejoraron considerablemente cuando las lentes se instalaron directamente en las gafas por lo que ya no es necesario usar otro par de lentes “.
“En la práctica, la aplicación de esta tecnología no se limita a la protección personal o médica como equipo personalizado de gafas.” Zhou Kun dijo que en el futuro es una tecnología muy prometedora, ya sea para gafas de deporte o para la el diseño de accesorios de realidad virtual o aumentada.
Espera unos segundos, después de la publicidad podrás ver el video:
Ver fuente, hacer click aquí
