ある古生物学者の秘密兵器：Artec 3D社製スキャニングがアジアのティラノサウルスを現代に蘇らせた方法とは

Asiatyrannus xuiの復元。画像は、浙江自然博物館のご厚意で掲載

ティラノサウルス科－白亜紀の頂点に君臨する捕食者

ティラノサウルス科の恐竜は、最も象徴的で他に類を見ない、十分に研究の行われた恐竜群の一つに数えられ、ジュラ紀後期から白亜紀の終わり（一億五千万～六千六百万年前）までに亘り、およそ三十種類が存在していたことが分かっている。

この種の恐竜は頑丈な骨格、巨大な頭、そして強力だが短い前肢を持つことで知られており、そのうちで最も有名なティラノサウルス・レックス（Tyrannosaurus rex、T. Rex）は体長が最大で十三メートル、体重が八トン以上で、五万八千ニュートンもの咬合力を持ち、地球の歴史において最も恐ろしい地上捕食動物の一種とされた。

ティラノサウルス科の恐竜のほとんどは鼻先の長く突き出た（deep-snouted）頭蓋骨を持っており、前後には比較的短いものの垂直方向には長くなっているため、その姿は四角張っていて、驚くほどの咬合力を持っていた。この種の恐竜にはティラノサウルス・レックスや、タルボサウルス（Tarbosaurus）などが含まれる。

現在においては、中央アジアのゴビ砂漠では鼻先の突き出たタルボサウルス、並びに鼻先の長いアリオラムス（Alioramus）が同時期に共存していたことを科学者たちが突き止めている。前者は体格がより大きく、この二種は異なる生態学的地位を占めていたことを示唆している。興味深いことに、この体格の関係は中国南東部では逆であり、完全に成長していなかった可能性もあるが、Asiatyrannus xuiの体長はその最速の成長期を過ぎた後でもキアンゾウサウルス（Qianzhousaurus）の約半分ほどであったため、両者の生態学的地位は異なっており、直接の対決を避けていたことが考えられる。

Asiatyrannus xuiの頭蓋骨の化石。画像は、浙江自然博物館のご厚意で掲載

ティラノサウルス科の恐竜の化石の初期段階での発見は北アメリカ、モンゴル、及び中国北部で起こっており、そのほかの地域での発見は比較的少なかったが、今回の浙江自然博物館によるものは、ティラノサウルス科の恐竜の白亜紀における多様性、及び進化についての貴重な知識をもたらすものとなっている。

有史以前の野獣を『生き返らせる』

地球上の生物の歴史を通して、ティラノサウルス科の恐竜は、その体格、並びに捕食動物の頂点という地位により、常に研究者の心を捉えてきた。Asiatyrannus xuiの場合、その化石にはほぼ完璧な頭蓋骨（全長四十七．五メートル）、尾椎、そして後肢が含まれている。

この化石の複雑な構造や細部の保存には従来の記録方法は不十分である上、化石自体もその重量のせいで頻繁に移動させたり、再設置することが実行不可能であるため、精密な検査の妨げとなる。

化石の脆弱性と研究の需要が対立する状況に対処する為、浙江自然博物館の担当班は数種の3Dスキャニング方法を査定した後に、Artec社による3Dソリューションを選択した。当該プロジェクトは博物館の地球科学部門（Earth Sciences Department）の副部長であるZheng Wenjie博士により、Artec社ゴールド認定パートナーであるNingbo FLD-TECH社が現地での講習と進行中の技術サポートを行う形で遂行された。

Artec Evaで化石のキャプチャを行うプロジェクト研究者の方。映像は、浙江自然博物館のご厚意で掲載

まず初めに、担当班はArtec社が長年販売している、軽量で多用途性のハンドヘルド式3DスキャナであるArtec Evaを利用し、化石全体からデータをキャプチャした。

その後、最高で〇．〇五ミリメートルの正確さを持つArtec Space Spiderにより、頭蓋骨の細部までのスキャンが行われた。ブルーライトテクノロジーを装備した当機器は、入り組んだジオメトリや細かいエッジのキャプチャ向けに特化して開発されている。今回の化石においては、その起伏のあるサーフェスの傷も、風化過程で自然に形成された質感や模様と共に綿密に再現することが可能となった。

Space Spiderが非接触性でターゲット不要であることにより、標本の安全性も確保された。工程は高速で円滑に行われ、専門家でない方もスキャナを簡単に扱うことができたため、ワークフローで起こり得る障害の一部の克服に繋がった。

恐竜の頭蓋骨のスキャンに利用されるArtec Space Spider。映像は、浙江自然博物館のご厚意で掲載

3Dサーフェスデータの収集完了後にはArtec Studioソフトウェアが利用され、高解像度の頭蓋骨のデータから全身のスキャンデータの位置合わせ、及び統合が行われ、恐竜の完全なるデジタル復元版が完成した。研究者たちはその上で、3Dモデルの正確な測定、及び分析を行うことができ、大幅に時間を節約し、自身の研究へ強固な裏付けをもたらすことも実現させた。

Artec Studio上の頭蓋骨のメッシュデータ。画像は、浙江自然博物館のご厚意で掲載

Artec社製3Dスキャナは化石の標本を正確に、非接触、非破壊、そして総合的な形でキャプチャすることで、繊細で貴重な標本の利用制限という研究上の課題を乗り越えることに加え、高精度の3Dデータを通した永続的なデジタル保管も実現させる。

Artec Studioでレンダリングされた頭蓋骨の鮮明な3Dモデル。画像は、浙江自然博物館のご厚意で掲載

その結果として驚くほど詳細に記録されたスキャンデータは、種の進化のシミュレーション、及び仮想的に損傷した箇所の修復における信頼性の高い基礎を築き、古代生物学的保護におけるデジタル技術の斬新な役割についての幅広い見識をももたらす。

恐竜化石の寿命を延ばす

古代生物研究は従来、化石標本が稀にしか共有されない状況の下、施設や博物館内のみに制限されていたが、デジタル化が整えば化石は無限に復元でき、世界中への共有も可能となる。

科学研究においては、3Dスキャニングは化石の複雑な形状や細かいディテールを明らかにし、研究者は正確なデジタルデータを基に研究調査を行うことができるようになっている。博物館では実物のような3Dモデルにより、訪問される方々は古代生物を間近で鑑賞し、理解を深めることができる。教育支援においては、仮想現実との統合によって学習者の方々は過去に時代を遡り、没入体験に浸ることが可能となる。映画産業でも、以上のようなモデルはCGIとの組み合わせにより、銀幕上での息を呑むような視覚的シーンの製作に用いられている。

Asiatyrannus xuiの頭蓋骨の復元。画像は、浙江自然博物館のご厚意で掲載

古代生物学者が顕微鏡からデジタル業務向け備品へと移行し、博物館の展示場が仮想空間へ拡張されるに伴い、3Dスキャニングは我々の過去の研究、文化遺産保全の手法を新たな形へと変化させ、過去と未来の懸け橋となっている。

浙江自然博物館におけるティラノサウルス科の恐竜の研究が立証しているのは、3Dテクノロジーがこれまで限界のあった我々の古代における生活への理解を更に深めるのみではなく、我々の共有する遺産を未来の世代のために保護していく、デジタル版の『ノアの箱舟』を創り上げていることである。