Komputery i internet zrewolucjonizowały nasz świat. Pojawiła się szeroka branża specjalizująca się w wirtualnej rzeczywistości. Do przenoszenia obiektów do programów komputerowych przyczynił się rozwój tzw. inżynierii odwrotnej. Czym ona właściwie jest?

Pojęcie inżynierii odwrotnej

Technologia pozwalająca na uzyskanie modelu obiektu rzeczywistego w formie trójwymiarowej – zdigitalizowanej 3D i jego przeniesienie do programu komputerowego to inżynieria odwrotna. Prowadzi ona do odwzorowania odwrotnego konkretnych obiektów. Dla zastosowania takich technik w praktyce konieczne było stworzenie skanerów 3D, które były w stanie zeskanować dany przedmiot i stworzyć na tej podstawie jego wirtualny model.

 Jak powstała inżynieria odwrotna?

Początków inżynierii odwrotnej należy poszukiwać już w okresie II wojny światowej. Wówczas udało się wyprodukować radziecki samolot Tu-4, który był kopią Boeinga B-29. Później też powstał w Związku Radzieckim komputer Agat, dla którego wiernym pierwowzorem był model komputera Apple II.

Aktualnie inżynieria odwrotna, nazywana również inżynierią wsteczną, jest coraz bardziej zaawansowaną dziedziną wiedzy. Jej rozwój możliwy jest dzięki opracowaniu coraz lepszych skanerów 3D, pozwalających na wykonywanie precyzyjnych pomiarów, nie tylko małych przedmiotów, części i komponentów, ale nawet konstrukcji o wiele większych.

Modelowanie i projektowanie 3D odwrotne

Bazą do powstania projektu 3D danego obiektu jest rzeczywista rzecz. Jest ona poddawana skanowaniu 3D, w wyniku którego powstaje model poligonalny, czyli stworzony z milionów punkcików, jakie łączą się ze sobą w pojedyncze, małe trójkąciki, a później na ich bazie tworzona jest siatka trójkątów. Im mniejsze figury, tym większa wierność w odwzorowaniu rzeczywistych detali obiektu.

Wyróżnić można 3 rodzaje modeli pozwalających na przeprowadzenie projektowania 3D odwrotnego. Chodzi tutaj o:

•  Model parametrycznych, który stosowany jest przy wytwarzaniu modeli CAD obiektów typowo geometrycznych – to model matematyczny, który pozwala na opracowanie dokładnej dokumentacji 2D, prostą modyfikację danych i na uzyskanie modelu z możliwością zmiany jego parametrów.
•  Model powierzchniowy, czyli nieparametryczny, odwrotny do tego, który został przedstawiony powyżej, pozwalający na tworzenie form swobodnych, np. rzeźb i kształtów obłych, np. masek samochodów. Zadaniem tego modelu jest idealne odwzorowanie powierzchni obiektu, łącznie z jego wadami i niedociągnięciami.
•  Model hybrydowy, stanowiący połączenie części powierzchni parametrycznej z powierzchniami swobodnymi – pozwala na wprowadzanie modyfikacji i stworzenie dokumentacji 2D.

Gdzie wykorzystywana jest inżynieria odwrotna? 

Inżynierowie specjalizujący się w tematyce inżynierii odwrotnej mówią o nieograniczonych możliwościach jej praktycznego zastosowania. Odwzorowanie odwrotne obiektów w formie cyfrowych modeli przydaje się między innymi wtedy, gdy jakiś komponent lub podzespół, jaki stosowany był w maszynie czy pojeździe, zepsuje się i nie można już go kupić na rynku, ani zdobyć jego dokumentacji technicznej. Można po prostu zeskanować taki obiekt w 3D, w celu poznania jego dokładnego kształtu i sposobu działania. Przeniesiony obiekt ze świata rzeczywistego do świata wirtualnego umożliwia stworzenie jego dokumentacji technicznej w programach typu CAD oraz na przykład wykonanie duplikatu oryginalnej rzeczy, na przykład przy pomocy drukarek 3D.

Przemysł stwarza szerokie możliwości wykorzystania inżynierii odwrotnej. Mowa tu o takich jego branżach jak motoryzacja, energetyka, rozrywka, lotnictwo, architektura, ale i medycyna. Można ją z powodzeniem używać w archeologii, a nawet w muzealnictwie. Inżynieria odwrotna wykorzystywana jest w medycynie np. do wytwarzania protez i implantów.