Autonomik für Industrie 4.0（工業4.0自主人機交互項目） 由德國聯邦經濟與能源部（BMWi）國務秘書Brigitte Zypries在2014年的“自動化創新日”論壇上宣佈啟動，該項目是BMWi重點資助的六大數字化技術項目之一。主要為自動化和仿真系統領域內的中小企業提供研發基金，是德國“工業4.0”戰略計劃的重要組成部分。
Autonomik由十五個子項目組成，專注投入於開發新一代智能工具和系統，這種工具和系統可以通過互聯網和環境識別來適應操作環境的改變和實現人機交互。項目涉及生產、物流、機器人等領域，具體研究領域包括工廠架構設計、物流自動化、產品研發等。
下面為大家介紹第五個子項目：CultLab3D－高速3D掃描系統。
導讀
CultLab3D項目是德國聯邦經濟與能源部資助的戰略性研究項目Autonomik（自主人機交互）的十五個子項目之一，牽頭單位包括弗勞恩霍夫計算機視覺應用研究所、德國計算機科學研究中心、Polymerics有限公司等。
旨在通過這套3D掃描系統實現3D對象快速、簡單地數字化，促進博物館和其他機構在處理大批量數字化，註解，以及歷史文物的信息儲存的工作進程。 項目介紹
數字化儲存是我們維持歷史文化進程的重要方法之一。如果沒有它，很多珍貴的歷史文獻、文物和資料都將沒有辦法完好地保存。在我們使用2D掃描將歷史文獻大規模數字化以前，一個細小的意外或失竊就有可能永遠抹去一段歷史。舉個例子，古代的文獻很多記載於竹簡，草紙上面，這些載體很容易隨著時間的推移而腐朽，事實上在歷史中我們遺失的珍寶已經夠多了。如果沒有數字化技術，我們數千年的文化就沒有辦法長久地傳承。
雖然不能真正地永久留住這些歷史文物，但我們可以通過科技使它們實現數字化永存。相對於平面形式的歷史文獻、資料，以實體形式純在的文物古蹟的數字化就更為麻煩一點，簡單的拍照並不能滿足完整保存的需求，現在比較通用的是使用3D掃描設備對其進行3D掃描、建模。但是其中的問題在於現有的3D掃描設備，尤其是高精度3D掃描設備，掃描速度非常慢，效率比較低。
項目CultLab3D致力於研究一種流水線式的高速3D掃描系統，可以實現3D對象快速、簡單地數字化。研究人員希望能夠通過這一系統，促進博物館和其他機構在處理大批量數字化，註解，以及歷史文物的信息儲存的工作進程。整個高精度掃描過程只需花費10分鐘。
世界領先的計算機視覺應用研究機構Fraunhofer IGD開發出了這種高速3D掃描系統CultLab3D，現有的手持或者靜止的3D掃描設備在工作中都需要將掃描物體進行各種角度的旋轉，以此獲取完整的數據。與它們不同的是，CultLab3D系統更像一條流水線，它用一條6米長的傳送帶精確傳送被掃描對象。任何實體對象，只要其尺寸在60平方釐米之內，重量不超過50公斤，都可以將其放上傳送帶，然後向前移動通過一對同心弧狀結構的大型成像裝置，由其對目標從各個角度進行掃描。其中一個弧狀結構上安裝了9臺攝像機，而另外一個結構則負責投影高質量的環形光帶。最終，該系統利用捕獲的7000張圖像來生成 3D模型。當傳送過程完成之後，機械手還會拿一個更加精細的3D掃描儀進行補掃，填補在傳送帶上丟掉的細節。整個過程只需十分鐘，CultLab3D掃描系統就可以以毫米級的精度完成對實體對象的完整3D掃描。與傳統的3D掃描方法相比，成本大大降低。由於它可以進行現場掃描，因此成本最高可降低30倍。整個掃描只用十分鐘，包括完整的幾何和紋理捕獲，以及尺寸和顏色校準。
尤為引人注目的是，這種虛擬模型不但在外形上與其複製對象完全相同，與原始物體相同，其表面也能夠吸收和反射光線。“反光質量是指一種材料的光學特性。”Fraunhofer IGD的文化遺產數字化研究中心負責人Pedro Santos稱。“如果你拿著一種礦物質，正對著它照射，它的表面可能出現紅點，但是如果移動光源，它可能又變藍了。這種表面的照片一張顯然不夠，需要獲得每個可能的光線反射的數據。”
目前研究人員有意將他們開發的這個CultLab3D掃描系統提供給當前的數字化服務提供商、博物館以及其他對此感興趣的機構。此前該原型系統已經在 Granada舉行的Digital Heritage 2015大會上進行了成功的展示。 Fraunhofer IGD下一步還計劃將CultLab3D技術與小型的飛行機器人相結合，使其可以掃描較大的物體，甚至歷史建築等。
雖然這完全是件好事，但也有人質疑，當人們可以在世界各地方便地看到高精度3D打印複製品後，大家還會願意大費干戈地跑去博物館看展覽麼？或許只有時間能回答這個問題。
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