Como tesoros culturales de la nación china y componentes vitales del sistema médico moderno, los especímenes de medicina herbaria china (CHM) poseen un inmenso valor científico para la preservación y la investigación. Estos especímenes sirven como pilar fundamental para heredar el conocimiento de la Medicina Tradicional China (MTC) y apoyar la enseñanza académica y la investigación científica. Sin embargo, los especímenes físicos tradicionales se enfrentan a numerosos dilemas prácticos: son muy susceptibles a factores ambientales que provocan decoloración, daños por plagas o moho; la frecuencia de uso de especímenes raros está muy restringida; existe un agudo conflicto entre la "preservación" y la "utilización" de los recursos educativos; y una gran cantidad de especímenes no logran liberar completamente su valor educativo y social previsto.
El desarrollo digital se ha convertido en el camino decisivo para superar este cuello de botella. Al transformar especímenes físicos en recursos digitales estructurados y estandarizados para construir un herbario digital, las instituciones pueden lograr la preservación permanente, la recuperación de alta eficiencia y el intercambio generalizado de recursos CHM. Esto respalda la enseñanza práctica de alta frecuencia y gran escala, capacita exhaustivamente a los estudiantes en la identificación de materiales medicinales y amplía los límites del valor de los especímenes de CHM en la educación, la investigación científica y los servicios sociales.
Demandas y desafíos contemporáneos en la herencia digital de CHM
Las metodologías digitales se están convirtiendo en herramientas vitales para proteger y promover la cultura de la MTC. Por un lado, la adquisición y el almacenamiento digitales de alta precisión pueden preservar eficazmente valiosos recursos culturales de la MTC, evitando la pérdida cultural con el tiempo. Por otro lado, la tecnología digital abre nuevos caminos para la excavación profunda y la utilización innovadora de la cultura de la medicina tradicional china, permitiendo un intercambio y una utilización más amplios.
Figura 1: Ginseng americano (Panax quinquefolius) Muestra de herbario - Muestra de material medicinal crudo - Muestra de pieza de decocción
Tomando el ginseng americano como ejemplo, una vez que se digitalicen los materiales medicinales chinos, se podrán proporcionar introducciones completas que abarquen desde la planta original hasta el material en bruto y las piezas de decocción. Esto demuestra exhaustivamente las características detalladas de los materiales medicinales, complementando las deficiencias de la enseñanza en el aula y permitiendo a los estudiantes observar meticulosamente, mejorando así sus capacidades cognitivas y de diferenciación con respecto a los materiales CHM y las piezas de decocción.(Fuentes de las imágenes: Oficina Reguladora de Medicina China del Departamento de Salud de la RAEHK y Banco de Muestras de Medicina China de la Universidad Bautista de Hong Kong).
A nivel operativo, las tecnologías tradicionales de digitalización 3D son muy complejas y exigen técnicos profesionales. Los escáneres láser comunes y los escáneres de luz estructurada enfrentan obstáculos técnicos obvios: los escáneres láser requieren calibración in situ, parcheo continuo de los espacios del modelo durante el proceso de escaneo y no pueden lograr mapeo de textura, produciendo solo modelos blancos, lo que compromete la reproducción de los perfiles de color esenciales para CHM. Los escáneres de luz estructurada requieren alineación y mapeo manual de texturas, un proceso que lleva varios días. Frente a colecciones que alcanzan decenas de miles de artículos en museos y herbarios de gran escala, las velocidades de procesamiento de las tecnologías tradicionales restringen significativamente la digitalización a gran escala de la medicina tradicional china.
Solución JLM-Lifetech: innovación técnica que supera los cuellos de botella de las aplicaciones
Figura 3: Sistema de construcción rápida de muestras digitales 3D (3DDS)
A través de una innovadora innovación técnica, el sistema de construcción rápida de muestras digitales 3D JLM-Lifetech redefine el paradigma de trabajo de la digitalización de muestras CHM. Todo el proceso, desde la colocación de la muestra hasta la generación del modelo 3D, no requiere intervención humana. El software maneja automáticamente la adquisición de imágenes, el procesamiento de nubes de puntos, el mallado y el mapeo de texturas, revolucionando por completo el complicado y tradicional flujo de trabajo de modelado que depende de operaciones manuales realizadas por técnicos profesionales.
Figura 4: El sistema completa automáticamente el procesamiento de nubes de puntos, mallas y texturas.
Modelado de flujo de trabajo totalmente automatizado
Los usuarios solo necesitan colocar la muestra en la plataforma giratoria de carga y hacer clic en "Inicio con una tecla" para completar automáticamente todas las etapas de procesamiento. Un conjunto de lentes de alta definición con múltiples vistas incorporado captura automáticamente los datos 3D completos de la muestra sin necesidad de voltear la muestra durante el proceso.
Figura 5: Flujo de trabajo de modelado del sistema de construcción rápida de muestras digitales 3D
Durante la fase de procesamiento de datos, el sistema utiliza algoritmos avanzados para completar automáticamente la alineación de la nube de puntos, la optimización de la malla y el mapeo de texturas sin ninguna intervención humana. Este flujo de trabajo automatizado reduce drásticamente el tiempo de digitalización de una sola muestra, desde varias horas utilizando métodos tradicionales hasta15 minutos, lo que representa un aumento múltiple de la eficiencia.
Fidelidad del color de alta precisión
Para cumplir con los estrictos requisitos de precisión del color de la identificación CHM, el sistema utiliza una calibración de color automática combinada con tecnología de adquisición de matriz de lentes múltiples para ejecutar automáticamente el mapeo de textura, asegurando una tasa de fidelidad del color demás del 95%. Ya sea el tono rojo oscuro deSalvia miltiorrhiza(Danshen) o la sección transversal de color amarillo brillante deScutellaria baicalensis(Huangqin), el sistema reproduce con precisión los colores verdaderos y auténticos de los materiales medicinales, proporcionando una base confiable para la identificación digital.
Figura 6: El modelo 3D deLycium bárbaro(Baya de Goji) construida por este sistema reproduce con precisión su color y arrugas epidérmicas.
Captura precisa de detalles microscópicos
El sistema ofrece una reproducción de alta fidelidad de las minuciosas características de los materiales medicinales chinos en una pantalla completa.720^círculoángulo de visión. Rasgos microscópicos, como la morfología del hilio deLycium bárbaroo la distribución de puntos de glándula en la superficie deSchisandra chinensis(Wuweizi)—se recrean con precisión en el modelo digital, lo que permite a los investigadores observarlos e inspeccionarlos desde cualquier ángulo en un entorno virtual.
Figura 7: El modelo transversal 3D deAstrágalo membranaceus(Huangqi) construido mediante este sistema recrea con precisión el contraste de color y textura entre su corteza (floema) y madera (xilema), mostrando visualmente la característica de identificación central del Huangqi de primera calidad conocida como "Pozo Dorado y Barandilla de Jade" (Jin Jing Yu Lan).
Soporte para seccionamiento virtual y medición precisa
Los usuarios pueden realizar cortes virtuales a lo largo de cualquier plano del modelo 3D de alta precisión generado para producir las correspondientes secciones transversales 2D. En estas secciones transversales, se pueden realizar mediciones precisas de longitud, ranuras y ángulos, lo que permite una cuantificación no destructiva de las estructuras geométricas internas del espécimen y proporciona una "regla" para un análisis de investigación científica profundo.
Figura 8: El modelo presenta un sistema de coordenadas 3D capaz de medir datos en cualquier plano.
Ampliación profunda de los escenarios de aplicación
Los modelos digitales brindan un poderoso apoyo para que el personal docente y de investigación científica pueda profundizar y reutilizar creativamente la cultura de la medicina tradicional china. Además, se pueden aprovechar tecnologías como la Realidad Virtual (VR), la Realidad Aumentada (AR) y la Realidad Mixta (MR) para forjar entornos de experiencia virtual inmersiva que se puedan escuchar, ver y sentir, mejorando el interés público en la cultura de la MTC y acelerando la utilización y transformación de su valor cultural.
Resumen
El sistema de construcción rápida de muestras digitales 3D de JLM-Lifetech proporciona una solución revolucionaria para la preservación permanente, la investigación científica, la educación académica y la herencia innovadora de muestras CHM. El principal avance de este sistema radica en lograr un modelado rápido y automatizado, reduciendo el cronograma del proceso de varias horas con los métodos tradicionales a aproximadamente 15 minutos, al tiempo que se reduce significativamente la dependencia de operadores especializados, superando barreras técnicas anteriores y dependencias de recursos humanos.
Basado en los modelos 3D de alta precisión generados, el sistema facilita la excavación profunda de valor en la investigación, la enseñanza y la herencia cultural. Admite la observación de ángulo completo y el análisis morfológico preciso de especímenes, lo que mejora la eficiencia de la investigación de identificación; proporciona recursos digitales reutilizables para la educación en el aula, aliviando eficazmente la presión de desgaste de las muestras físicas; y amplía significativamente los límites de comunicación de la cultura de la medicina china a través de varios formatos de presentación innovadores.
