3Dスキャンの目覚ましい進化と各業界の悩み解決事例3点!

    こんにちは!
    産業用ロボットの情報を発信しているROBoINです。[◎△◎]

    最近、ZOZOスーツ買ったんですよ。
    ちょっと自分の体型とか知りたくて。

    どこからツッコめば良いのかわからないのですが・・・
    ZOZOスーツって、3Dスキャンの一種ですよね。あんなのが簡単に手に入るって凄い時代だと思います。

    ZOZOスーツはスマホのカメラ機能などを使用することで体型を立体的に測定するもの。下記の動画のように体の3Dスキャンが簡単に実現できます。

    ZOZOスーツも初期のものより高精度な測定ができるように進化しています。そして、今や手頃な価格で様々な3Dスキャンが購入可能です。日々の技術進化に驚きを隠せません。

    実は、以前から利用されている製造業用や医療用の3Dスキャンは更に進化しています。

    そこで、本記事では3Dスキャンの進化について詳しく解説し、更に各種業界の悩みを解決している事例について紹介しましょう。今後、3Dスキャンの利用方法はますます増えることが予測されます。この機会に、3Dスキャンでどのような利用が可能なのかイメージを掴んでみてはいかがでしょうか。

    初心者必見!これを読めば導入に向けて大きく前進!ロボット導入に必要な情報をまとめました!

    3Dスキャンがより高精度に進化!手軽に利用可能!

    3Dスキャンの進化

    3Dスキャン(3次元計測機)は、実際の物体(現物モデル)から3Dのデータを読み取る装置です。3Dとは縦と横の平面画像に高さが加わったものになります。人間は左右の目で見ることによって、物体を立体的に感じることが可能です。3Dスキャンも人間の目と同様に目の前にある物体を立体的に測定することができます。

    国産初の3Dレーザースキャナーは2008年にトプコン社が開発した「3DレーザースキャナーGLS-1000」でした。それから10年以上の時が経ち、最新の3Dスキャンでは大きな進化を遂げています。

    主な進化を列挙すると、下記のような3点。

    • 手軽に3Dスキャンが可能
    • 高密度で素早くスキャン
    • 使い勝手も進化

    それぞれについて、もう少し詳しく解説していきましょう。

    iPhoneだけで3Dスキャン!ここまで進化?

    モバイルのカメラが非常に高性能になったことで、スマートフォンのアプリを使用した3Dスキャンが可能になりました。iOSAndroidのどちらにもそれぞれのアプリがあります。それぞれに分けて紹介しましょう。

    下記はiOSで利用できる3Dスキャンアプリです。

    おすすめは「3D Scanner App™」。無料で利用できて精度も良いと評判です。3Dスキャンがどのようなものかというお試しには丁度良いでしょう。「Polycam – LiDAR 3D Scanner」と「Sakura3D SCAN」については有料のアプリとなっています。ただし、 「Sakura3D SCAN」 は24時間に1回だけ無料で出力が可能なので、是非試してみてください。

    続いてAndroidアプリについて紹介しましょう。Androidで使用できる3Dスキャンのアプリの中でおすすめは下記の3つです。

    「3D Scanner Pro」のみ有料アプリ(540円)となりますが、その他のAndroidアプリは無料で使用可能です。

    本格的な3Dスキャンと比較すると、どうしても精度が悪くなります。また、複数枚の写真が必要な場合などもあるので、使用方法については注意が必要です。しかし、スマートフォンだけで3Dスキャンができるということ自体、技術の進化を感じるのではないでしょうか。

    どのような感じなのかということについては、実際に利用されることをおすすめします。

    続いて、実用的な3Dスキャンがどのように進化しているのかを解説しましょう!

    高密度で素早く3Dスキャン!光源・修正ソフトも進化!

    従来からある3Dスキャン自体も機能面で進化し続けています。従来はZOZOスーツのようなトラッキングポイント(白い丸印)を設置しなければなりませんでしたが、現在の業務用3Dスキャンの場合は不要です。それだけでも大きな進化と言えるでしょう。

    その他にもいくつか大きな進化が見られます。主なものは次の3点。

    • 高密度でスキャン可能
    • 光沢面、黒い面も測定可能
    • スキャンデータ修正・編集ソフトの高性能化

    まず、高密度という点。10µm以内の高精度でのスキャンが可能な装置も増えてきました。日本人の髪の毛の太さが平均0.15mm(150μm)、欧米人の髪の毛の平均が約0.05mmで(50μm)です。したがって、日本人の髪の毛の太さよりもかなり細かいところまでスキャンができるということになります。

    次にスキャン可能な色について。従来は白い物や黒い物、光を反射するような光沢面については正しいスキャンができない場合がありました。しかし、近年は光源の工夫・開発もあり、大きく進化。どのような物でも測定できるようになっています。

    しかし、高密度・高精度での3Dスキャンが可能になっても、最終的にはデータの修正が必要。その場合にも編集ソフトが高性能化していることで、思い通りの修正・編集が可能になりました。

    3Dスキャンの機能が大きく進化してるってことですね。

    進化しているのは、機能面だけではありません。使い勝手も大きく進化していますよ!

    3Dスキャンは使い勝手も大きく進化!

    3Dスキャンは様々なシーンで利用されるように、種類も豊富になってきました。従来の3Dスキャンには「接触式」「非接触式」のものがありましたが、最近は更に細分化され、利用シーンに特化した3Dスキャンが開発されています。主な3Dスキャンのタイプを下記に示します。

    • ハンディタイプ
    • ウェアラブルタイプ
    • ドローンに搭載
    • 自動車に搭載
    • ロボットに搭載

    特に、最近ではロボットに3Dスキャンを搭載するところまで進化してきました。更に、今後はIoTビッグデータの活用というところまで進化していくと考えられています。ビッグデータについては他の記事で詳しく解説しているので、下記リンクを参考にしてください。
    >>ビッグデータを活用した工場自動化とは?

    ところで、3Dスキャンって具体的にどのような場面で利用されているのでしょう?

    3Dスキャンで課題を解決した3つの事例!

    3Dスキャン導入事例

    3Dスキャンを利用することで、今までは測定できなかった部分の測定が可能です。3Dスキャンが利用される状況としては、主に次のような場合が考えられます。

    • 建築・土木業界
    • 医療業界
    • 製造業界
    • 文化財などの保護
    • リバースエンジニアリング
    • 事故現場での科学捜査

    上記の中から、建築業界・医療業界・リバースエンジニアリングについて具体的な事例を紹介しましょう。

    建築業界では3DスキャンとBMIを連携!

    3Dスキャナが最も利用されているのは建築業界でしょう。建築業界では、3DスキャンとBMI(ビルディング インフォメーション モデリング)を連携させた施工管理システムが利用されています。3DスキャンとBMIを連携させることで、建設現場での測量人員を減らし、効率的に行えるようになりました。

    もちろん、従来の測量はアナログな方法です。測量には2~3名の人員が必要でしたが、3Dスキャンなら1人作業も可能。住友林業グループの具体的な動画がありましたので、参考にしてください。

    更に、近年はAR技術も進化したことにより、建設イメージをARで確認することも可能となりました。ARについては他の記事にて詳しく記載していますので、下記の記事を参考にしてください。
    >>製造業でのAR/VRの導入事例!作業効率・経費削減も可能!

    建築業界で3Dスキャンを活用するメリットは、省人化や効率化です。それだけではなく、ヒューマンエラーを防ぐという点も大きなメリットと言えます。

    医療業界では術後のイメージを3Dスキャンにより確認!

    医療業界においても3Dスキャンは多く利用されています。

    最もイメージしやすいのは、リハビリ分野でのサポーター作成や歯科医の口腔内3Dスキャンです。3Dスキャンによって正確な測定を行い、そのデータに従ってサポーターや歯科矯正器具を作成します。歯科医での3Dスキャンの様子がわかる短い動画がありましたので、是非御覧ください。

    また、整形医療においては、整形のビフォーアフターのイメージ確認が可能です。3Dスキャンによる測定データを元に3Dプリンターで造形します。整形手術での失敗は許されません。術後に「イメージと違う」ということにならないためにも3Dスキャンによる測定が重要となります。

    リバースエンジニアリングは3Dスキャンで正確なデータを取得可能!

    既に世の中にある製品などの製造方法や構成部品を調査することをリバースエンジニアリングと言います。

    リバースエンジニアリングでは正確な測定データが必要です。そこで利用されるのが3Dスキャン。従来は競合他社製品の調査などの場合や、古くて図面データの無い自社製品の調査も手動での測定を行っていました。しかし、3Dスキャンによって簡単に正確なデータを取得することが可能です。

    下の動画は富士テクニカルリサーチによる、多関節アームを使用した3Dスキャンの様子です。スキャンの様子がわかりやすいので、是非御覧ください。

    ただし、3Dスキャンで完璧なデータが取得できない場合もあるので注意してください。取得データに頼るのではなく、最終的には細かなチェックが必要でしょう。

    3Dスキャンは装置自体の価格も下がってきたので、より多くの分野で利用されるようになってきました。今後はますます3Dスキャンの利用が増えるでしょう。

    3Dスキャンは今後ますます進化!利用分野も増加!

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    本記事では、3Dスキャンの進化と業界の悩み解決事例について詳しく紹介しました。もう一度記事を振り返ってみましょう。

    3Dスキャンの進化は目覚ましく、初期のものとは大きく異なります。主な点は下記の3点です。

    • 手軽に3Dスキャンが可能
    • 高密度で素早くスキャン
    • 使い勝手も進化

    簡易的な3Dスキャンで良いという場合には、スマートフォンさえあれば無料で測定することも可能です。また、精度や使い勝手も年々良くなっているという印象。今後も3Dスキャンの機能面は更に進化していくでしょう。

    では、3Dスキャンは実際にどのようなところで利用されているのでしょうか。主に利用されているのは下記のような分野です。

    • 建築・土木業界
    • 医療業界
    • 製造業界
    • 文化財などの保護
    • リバースエンジニアリング
    • 事故現場での科学捜査

    3Dスキャンはまだまだ利用できる分野が多いと思われます。また、装置自体の価格も安くなってきているので、今後はますます利用が増えるでしょう。3Dスキャンの可能性は無限大です。

    3Dスキャンや自動化に関するご相談は、ROBoINまでお気軽にどうぞ!

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