El cráneo impreso de Homo naledi

He esperado un tiempo hasta lanzarme a probar la impresión 3D con un fósil de hominino. Para empezar, lógicamente se necesita disponer del modelo deseado y, por el momento, el número de modelos publicados con acceso abierto no es muy numeroso, aunque tampoco despreciable.

Creo observar una tendencia cada vez mayor a compartir el conocimiento científico producido con fondos públicos, facilitando el acceso libre y gratuito para todo el mundo (Open Access). Por cierto, hay un importante debate sobre las oportunidades y retos que plantea el Open Access en cuanto a derechos de explotación y nuevos modelos de negocio, y eso merecerá otro artículo. Hoy voy a contaros mi primer proyecto de impresión 3D, que me ha llevado tiempo y del que me siento muy satisfecho.

¿Por dónde empecé?

Desde 2014 conocía la existencia de modelos 3D publicados por African Fossils, de tres tipos: Hominids, Animals [sic] y Tools. Entre los “hominids” destaco 12 Homo ergaster y 6 Australopithecus anamensis. Como curiosidades, existe la posibilidad de descargarse también el modelo para fabricarlo montando capas de cartulina de 4 mm de espesor, y también están disponibles varios de los líticos de Lomekwi (antigüedad 3,3 Ma) presentados en 2015.

Modelos 3D Homo ergaster

Catálogo de modelos 3D de Homo ergaster. Imagen tomada de Africanfossils.org

Sin embargo, la amplísima divulgación internacional de Homo naledi en septiembre de 2015, totalmente en Open Access, incluía la publicación de los modelos 3D de una muestra muy representativa de sus fósiles: 123 de los más de 1550 encontrados. Esta biblioteca se publicó en Morphosource, que también cuenta con otros homininos: 97 de Australopithecus (de los que 87 son de Au. sediba) y otros 163 de Homo (incluyendo los ya mencionados 123 de H. naledi). Esta web también tiene curiosidades, como varias de las nuevas huellas de Laetoli publicadas en diciembre de 2016.

Por otra parte, la tecnología de impresión 3D lleva un par de años madurando, tiempo que he considero bueno para lanzarme a probarla como complemento a mi colección de réplicas con moldes físicos.

¿Qué hominino elijo?

Durante abril de 2017 vamos a conocer novedades importantes sobre Homo naledi (una de ellas claramente será la datación de los fósiles). Por ello me decanto por imprimir un fósil de esta especie, apasionante por la mezcla de rasgos modernos y primitivos que presenta. Elijo el cráneo, pero me quedo con las ganas de otros fósiles también muy importantes (por si alguien se anima pero busca una idea alternativa: mirad la mano).

Homo naledi 3D hand

Homo naledi 3D Adult right hand based on twenty-six recovered bones (missing pisiform). Imagen tomada de Morphosource.org

Los problemas

Los fósiles del modelo reconstruido del cráneo de Homo naledi provienen de 30 fragmentos de dos especímenes, el holotipo DH1 y el paratipo DH3. El modelo resultante tiene el cráneo y la mandíbula fusionados, lo cual no es un producto interesante para el estudio de su morfología. ¿Cómo solucionarlo?

  • La mandíbula ha de ser una pieza independiente: reparamos el modelo del cráneo para separar la mandíbula. Afortunadamente no hay que recrear la dentición inferior, sino que la mandíbula completa UW-101-1261, perteneciente al individuo DH1, también está disponible en Morphosource para poder fabricarla por separado. Pero para tener una oclusión realista con el maxilar, se necesita el modelo completo del maxilar.
  • ¿Qué hacer con el maxilar? Al separar la mandíbula del cráneo para imprimirla por separado, la dentición superior habría que recrearla… Pero en la web también está disponible el fragmento de maxilar UW-101-1277, que contiene 7 piezas dentales (falta el tercer molar). Por tanto, se pudo reconstruir mediante simetrías para obtener el maxilar completo.
  • El último paso es insertarlo en el modelo principal del cráneo, sustituyendo al maxilar reconstruido en ese modelo. Este paso es complejo y obligó a suavizar la superficie en la zona de fusión de las dos piezas, manteniendo el detalle máximo del original en el resto. Además, hubo que recrear el tercer molar, del que no se tiene información en el modelo original.
  • Por otro lado, debido a su tamaño el cráneo se fabricó en dos piezas que luego se sellaron, y se realizó un vaciado para optimizar el uso de material. La mandíbula se fabricó en una sola parte y maciza.
Modelo 3D cráneo Homo naledi

Modelo 3D cráneo reconstruido de Homo naledi. Imágenes: Roberto Sáez

Resultado de la impresión

Con una precisión de 0,1 mm y resina SLA como material, obtuve un producto de muy buen acabado pero aún lejos de la finura que se obtiene mediante la fabricación clásica a partir de molde físico. Donde esto se observa mejor es en la dentición.

Ahora, a pintarlo

Entre 2009-2010 me aproximé al mundo de la pintura. El resultado fue una serie de tres pequeños cuadros que tengo colgados en mi dormitorio, y uno más que no llegué a terminar. Nunca sospeché que aquella práctica me sería tan útil tiempo después. En algunas ocasiones llegué a retocar réplicas adquiridas, pero pintar una nueva desde cero ha sido un reto tan difícil como apasionante.

Lo he hecho con pintura acrílica para facilitar el secado rápido, y no con spray sino a pincel para cuidar al máximo los detalles y las mezclas de colores. Un trabajo de ocho horas llevado a cabo el pasado fin de semana, que disfruté muchísimo gracias a la paciencia de mi familia.

Cráneo impreso 3D Homo naledi

Cráneo reconstruido de Homo naledi. Imágenes: Roberto Sáez

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9 thoughts on “El cráneo impreso de Homo naledi

  1. Hello Roberto, this is a great article and congratulations for that. Point of clarification though; all models on our site have downloadable STL files which are only accessible if you have created an account on http://www.africanfossils.org (this you can achieve in a few minutes). Some models (OH5, OH9 etc) don’t have downloadable STL files as they are fossils from Tanzania. Also worth noting is that some fossils on our site are unavailable for viewing in the 3D viewer as textured models. We are working on re-uploading them.

    Otherwise thank you for an informative article looking forward to seeing your 3D prints downloaded from our site. Good luck.

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    • Thanks very much for your comments @AfricanFossils – I have an account and I am logged in – however several models don’t have a downloadable model but says ‘This model has been deleted’ (KNM ER 3883, KNM ER 42700, or OH5 and OH9 as you already mention). Please advice when you will re-upload them. Thank you. All the best, Roberto.

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      • The error ‘This model has been deleted’ is for the 3D viewer but the model’s stl files are still available for download. Just click on the download button and download the stl file. The reason the error is appearing is because we migrated from Sketchfab viewer to Autodesk online gallery. During the migration,some models were deleted hence you cannot see them on your viewer. Remember their downloads are still available.

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    • Great news @AfricanFossils. I couldn’t view – but indeed I could download. So the only not-available models are the Tanzanian ones? (it’s a pity, OH9 is one of my favs!). I have added to the post a ref to the Lomekwian tools also available on your website. Thanks

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  2. Excelente trabajo Roberto, ENHORABUENA¡¡¡
    Además, has explicado el proceso para que otras personas lo puedan hacer. Gracias por la transferencia de información y la divulgación.
    La impresora 3D que has utilizado ¿es muy cara?
    Sigo tus post y me parecen muy interesantes y con un gran nivel.
    M. Esteban

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    • Muchas gracias por tus comentarios y por seguirme Manuel. He utilizado una impresora profesional, todavía no he visto (al menos yo) pruebas de impresión con precisión similar en máquinas de usuario inferiores a 1500-2000 euros.

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