Как нейросети помогают создавать протезы и восстанавливать культурные памятники

Популярная механикаHi-Tech

Мир копий и двойников: зачем нужна цифровая обработка геометрии

Алексей Артёмов

От беспилотных автомобилей до цифровых аватаров: обработка геометрических данных лежит в основе многих технологий, которые быстро становятся привычными. Научный сотрудник Сколтеха, лауреат премии имени Ильи Сегаловича 2021 года и выпускник Школы анализа данных Яндекса Алексей Артёмов рассказывает, как нейросети помогают создавать медицинские протезы и восстанавливать культурные памятники.

Обработка геометрических данных: что это такое

Компьютерное зрение — быстро развивающаяся и суперширокая область компьютерных технологий, к которой причастны сотни тысяч людей. Одни занимаются пониманием и извлечением содержания из изображений, другие — системами видеонаблюдения и автопилотирования, третьи — дополненной реальностью, кино и фотографией.

Моя специализация — цифровая обработка геометрии (3D geometry processing), то есть высокоточная реконструкция объектов по изображениям и создание их трехмерных моделей.

Обработка геометрических 3D-данных — междисциплинарная область на стыке математики, компьютерных наук и инженерного дела. Для построения цифрового трехмерного двойника требуется множество данных об объекте, например большой массив фотоснимков или 3D-сканы (мы используем технологию структурированной подсветки, когда на объект проецируются специальные изображения, позволяющие системе выделить его геометрию). Могут также использоваться камеры глубины, например Kinect. Чем больше данных, тем лучше. Нейросеть или другой алгоритм способны обсчитать массив данных и выдать цифровую версию объекта. Наша задача — сделать процесс настолько точным, чтобы можно было воспроизвести копию, например с помощью 3D-принтера.

Работа специалистов в области восстановления геометрических 3D-данных связана с формой — и этим напоминает работу скульпторов. Всё начинается с подготовки объекта к процессу сканирования и выбору оптимальной стратегии оцифровки — ведь исходными данными могут быть, например, CAD-модели, 3D-сканы, фотографии, чертежи или объемные томограммы.

Само получение трехмерной информации — необходимый, но часто наиболее простой шаг. Затем нужно провести определенные манипуляции с этими данными: очистить их от топологических и геометрических ошибок, убрать шум. Финальный продукт обработки геометрии может быть виртуальным (например, для использования в компьютерной графике) или реальным физическим предметом (скажем, произведенным на 3D-принтере или на станке для лазерной резки).

fcb7387e2475e02ed81b16d3c55d9095.jpg

В последние годы компьютерное зрение и обработка геометрии, как и вся область компьютерных наук, сильно выиграли от внедрения глубокого обучения и нейросетевых моделей, способных автоматически восстанавливать точную 3D-форму объектов и эффективно описывать их содержание по изображениям, даже когда исходные данные зашумлены.

Медицина, реверс-инжиниринг, реконструкция: где применяется geometry processing

Сложно придумать сферу, где компьютерное зрение и обработка геометрических данных не могли бы принести пользу. По сути, geometry processing можно применять везде, где есть потребность в создании физических или виртуальных копий.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Как определить серьезные заболевания по лицу: на эти признаки сразу обращают внимание врачи Как определить серьезные заболевания по лицу: на эти признаки сразу обращают внимание врачи

Отеки, высыпания, краснота на лице — какие болезни сопровождают эти симптомы

Популярная механика
«Позавидует даже Баффет»: в 80-х пенсионерки из провинции учили американцев инвестировать и печь пироги между делом «Позавидует даже Баффет»: в 80-х пенсионерки из провинции учили американцев инвестировать и печь пироги между делом

Дамы не дождались помощи от брокеров и сами основали инвестиционный клуб

VC.RU
Как написать в Ватсап без добавления контакта Как написать в Ватсап без добавления контакта

Разберем, написать в Ватсап без добавления номера в телефонную книгу

CHIP
На Мальорке обнаружили древний бронзовый меч балеарского типа На Мальорке обнаружили древний бронзовый меч балеарского типа

Археологи обнаружили бронзовый меч балеарского типа 793 года до нашей эры

N+1
Что о вас может говорить окружность вашей шеи Что о вас может говорить окружность вашей шеи

Что ваша шея говорит о здоровье? Открытие медиков о связи размера шеи и болезней

ТехИнсайдер
Почему мужчины отказывают женщинам в куннилингусе и как его делать правильно Почему мужчины отказывают женщинам в куннилингусе и как его делать правильно

Почему же мужчины отказываются от ответных оральных ласк?

Psychologies
Где искать витамины? Где искать витамины?

Можно ли получать витамины с едой или нужно принимать дополнительно?

Здоровье
Хочу сказать Хочу сказать

Татуировки – не просто красивые рисунки на теле

Домашний Очаг
Культовые игры, которые запускаются даже на слабых системах Культовые игры, которые запускаются даже на слабых системах

Вспоминаем лучшие тайтлы, в которые не стыдно сыграть даже спустя 15 лет

Maxim
Итого Итого

Как подсчитать свою личную инфляцию

Лиза
Уточненная модель снизила эффективность нейтронных звезд как детекторов темной материи Уточненная модель снизила эффективность нейтронных звезд как детекторов темной материи

Взаимодействие тяжелых частиц темной материи с нейтронами снизилось

N+1
Вызов, который стоит принять Вызов, который стоит принять

Мы пообщались с победителями и призерами Паралимпиады в Токио

Добрые советы
Блогерский счет: как бум частных инвесторов изменил жизнь финансовых инфлюенсеров Блогерский счет: как бум частных инвесторов изменил жизнь финансовых инфлюенсеров

Что изменилось в работе блогеров вместе с бумом частных инвесторов?

Forbes
«Я никогда не хотел секса»: асексуальность нужно лечить? «Я никогда не хотел секса»: асексуальность нужно лечить?

Как живется асексуалам и можно ли пробудить «нулевое» либидо?

Psychologies
«Ну как так, Siri»: почему голосовой помощник Apple был первым на рынке, но проиграл Google и Amazon «Ну как так, Siri»: почему голосовой помощник Apple был первым на рынке, но проиграл Google и Amazon

Siri: что Apple обещала пользователям и почему не справилась со своими целями

VC.RU
Как звезда «Игры в кальмара» набрала 16 млн подписчиков за три недели Как звезда «Игры в кальмара» набрала 16 млн подписчиков за три недели

Хо Ен Чон — самая популярная южнокорейская актриса в Instagram

РБК
Цена красоты: что с собой делает Виктория Лопырева и сколько это стоит Цена красоты: что с собой делает Виктория Лопырева и сколько это стоит

Виктория Лопырева очень сильно отличается от себя образца 10-летней давности

Cosmopolitan
Инженеры научились визуализировать потерянные радиоактивные источники по излучению Инженеры научились визуализировать потерянные радиоактивные источники по излучению

Новый прибор способен обнаруживать форму и координаты источников гамма-излучения

N+1
Полный детокс: как правильно выводить шлаки из организма и нужно ли это делать Полный детокс: как правильно выводить шлаки из организма и нужно ли это делать

Как правильно чистить свой организм от шлаков и токсинов

Cosmopolitan
Инструмент шантажа: зачем обвиняемых по экономическим делам отправляют в СИЗО Инструмент шантажа: зачем обвиняемых по экономическим делам отправляют в СИЗО

Обвиняемых отправляют под стражу, чтобы получить признание вины

Forbes
Конец домовладения и лесное отшельничество: как пережить кризис среднего возраста Конец домовладения и лесное отшельничество: как пережить кризис среднего возраста

Книга Уильяма Бриджеса «Трансформация себя. Осмысление изменений в жизни»

Forbes
Если френд оказался вдруг... Если френд оказался вдруг...

Как мы дружим в сетях?

Psychologies
Похудение по группе крови: прислушайся к зову предков Похудение по группе крови: прислушайся к зову предков

Диета и образ жизни зависят от группы крови

Cosmopolitan
Парадоксальное расстройство Парадоксальное расстройство

Как в разное время объясняли и лечили биполярное расстройство

N+1
Вертикаль Вертикаль

Что и на какой высоте ждет вас при подъеме от Земли

N+1
Тироль первого плана Тироль первого плана

Тироль не зря называют сердцем Альп

Men’s Health
«Я думала, что плохо запоминаю людей, а оказалось, у меня «лицевая слепота» «Я думала, что плохо запоминаю людей, а оказалось, у меня «лицевая слепота»

Есть люди, лишенные способности узнавать лица в принципе

Psychologies
Молодые люди назвали «Траву у дома» любимой песней для караоке Молодые люди назвали «Траву у дома» любимой песней для караоке

«Трава у дома» стала любимым советским хитом молодежи

Cosmopolitan
Гляциологи провели перепись кавказских ледников Гляциологи провели перепись кавказских ледников

Площадь оледенения Кавказа уменьшилась на четверть с начала века

N+1
Крепкие руки и ровная спина: подтягивания — виды, техника, таблица и упражнения Крепкие руки и ровная спина: подтягивания — виды, техника, таблица и упражнения

Всё, что вы хотели знать о самом эффективном упражнении — о подтягиваниях

VOICE
Открыть в приложении