Opis problemu do rozwiązania
Wielokrotnie nagradzana w wielu prestiżowych konkursach projektantka Beata Nikolajczyk – Miniak rozpoczęła pracę badawczą, której celem było stworzenie anatomicznej butelki dla niemowląt, która będzie w kształcie przypominać kobiecą pierś. Praca wsparta została środkami finansowymi z Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Innowacyjny projekt butelki miał za zadanie wesprzeć rodziców w karmieniu noworodka i tworzyć naturalność tam gdzie nie zawsze jest taka możliwość.
Proces tworzenia butelki rozpoczął się od ankiety dedykowanej matkom karmiącym rozpowszechnionej online na portalach społecznościowych oraz udostępnionej w różnych charytatywnych placówkach. W badaniu wzięło udział 100 kobiet, których piersi zostały na podstawie zebranej dokumentacji zwymiarowane w dwóch płaszczyznach – w widoku z przodu oraz w widoku z przekroju bocznego. Analiza kształtu części podbrodawkowej oraz nadbrodawkowej w widoku z przodu została przeprowadzona w oparciu o zebraną dokumentację fotograficzną. Problem pojawił się na etapie próby szczegółowej analizy kształtu piersi w przekroju pionowym. Fotografie wykonywane w tradycyjny sposób nie oddawały rzeczywistego kształtu piersi, ich wielkości oraz cech charakterystycznych.
Skaner 3D niezbędny przy pobieraniu wymiarów brodawki sutkowej
Projektantka zdecydowała się na użycie do tego celu medycznego skanera 3D firmy SMARTTECH. Dzięki skanowaniu 3d pozyskano pełne wymiary geometrycze części sutkowej gruczołu piersiowego: szerokość, długość i wysokość. Pobrane wymiary pozwoliły na oszacowanie uśrednionych statystycznych parametrów badanej części ciała 100 kobiet. Dodatkowo dzięki precyzji techniki jaką jest optyczne skanowanie 3D możliwe było cyfrowe odwzorowanie kształtu i obejrzenie w powiększeniu uformowania powierzchni otoczki sutkowej.
Aby odwzorować nieregularny kształt kobiecej piersi użyto najnowocześniejszego skanera 3D SMARTTECH3D med. Skaner ten wykonuje pomiar bezdotykowo w technologii strukturalnego światła białego LED, a pomiar pola o powierzchni 300×200 mm trwa zaledwie 0.2 sekundy. Dodatkowo działa w najbezpieczniejszej optycznej technologii pomiarowej tak aby skanowana osoba czuła się bezpiecznie i komfortowo. Wynik pomiaru 3D pozwala między innymi na szybkie zaplanowanie operacji, dokładną analizę wymiarową zmian skórnych (obliczenie objętości i pola powierzchni), projekt dedykowanej protezy lub stworzenie wizualizacji.
Innowacyjna technologia zastosowana w skanerach firmy SMARTTECH jest znana i stosowana na co dzień w różnych gałęziach przemysłu jednak wciąż pozostaje nieodkryta w medycynie. Specjaliści z dziedziny medycyny wymagają przede wszystkim przyjaznego dla użytkownika urządzenia dającego wiarygodne i dokładne wyniki. Nie ma czasu na długie przygotowanie skanera 3D przed wykonaniem pomiaru pacjenta.
Technologia SMARTTECH umożliwia szybki pomiar a dzięki systemowi ”plug&scan” skaner nie wymaga każdorazowej kalibracji i jest gotowy do pracy od razu po włączeniu.
Skanowanie 3D pozwala na uzyskanie informacji o kształcie/geometrii obiektu w postaci cyfrowej chmury punktów gdzie każdy punkt opisany jest za pomocą współrzędnych X, Y, Z oraz dodatkowo informacją o kolorze obiektu RGB. Następnie na punktach tych tworzy się siatkę trójkątów. Dzięki niej kształt przedmiotu odzwierciedlony jest szczegółowo za pomocą zbioru kilku milionów małych trójkątów.
Korzyści wynikające z użycia technologii skanowania 3D
Badanie kształtu brodawki sutkowej przeprowadzono wyłącznie przy udziale skanera SMARTTECH3D med. Dzięki tej technologii można było szczegółowo zwymiarować powierzchnie kobiecego sutka. Dzięki przeprowadzonej analizie opierającej się na obliczaniu i mierzeniu struktury badanej powierzchni wygenerowane zostały pośrednie wartości charakteryzujące załamania, wgłębienia i nierówności występujące na brodawce sutkowej. Uzyskane w wyniku analizy wartości liczbowe brodawki sutkowej, zostały uśrednione i stały się podstawą do opracowania kształtu oraz struktury części sutkowej dozownika pełniącej rolę smoczka. Wykonane skany posłużyły do pobrania miar piersi oraz do poszukiwania zależności pomiędzy nimi. Umożliwiło to uformowanie dozownika w kształt najbardziej zbliżony do naturalnej piersi. Obserwacja poczyniona odnośnie samej części sutkowej znalazła przełożenie w projektowanym dozowniku na uformowanie kształtu i struktury elementu odpowiadającego za wypływ mleka.
Sam projekt butelki został już wielokrotnie doceniony na konkursach zarówno w kraju jak i za granicą. Otrzymał między innymi miejsce w finale w międzynarodowym konkursie make me! organizowanym przez Łódź Design Festival – jednym z najważniejszych, międzynarodowych konkursów dla projektantów młodego pokolenia. Dodatkowo została uznana przez światowej sławy jury w konkursie Red dot i zakwalifikowała się do finału.
Dowiedz się więcej o wdrożeniu w szczegółowym Case Study (PDF) >
Beata Nikolajczyk-Miniak
Absolwentka Akademii Sztuk Pięknych im. Władysława Strzemińskiego w Łodzi. Od 2012 roku asystentka na Wydziale Wzornictwa i Architektury Wnętrz w macierzystej uczelni. Entuzjastka zrównoważonego projektowania oraz działań popularyzujących naukę, w szczególności prac badawczych. Laureatka wielu nagród, regularnie współtworzy i uczestniczy w różnego rodzaju plenerach, warsztatach, imprezach artystycznych. W swoich realizacjach korzysta z możliwości jakie współcześnie daje rozwój technologiczny, ceni sobie również funkcjonalność i estetykę produktu.