Impressão 3D cria guia para acertar posição dos lábios em flauta japonesa | Reprodução
Uma técnica comum na odontologia digital encontrou uma aplicação inesperada na música. Pesquisadores japoneses criaram um guia impresso em 3D que ajuda a reproduzir a posição dos lábios ao tocar shakuhachi, tradicional flauta japonesa de bambu.
O dispositivo funciona como uma referência física entre o queixo e o instrumento. Dessa forma, ele ajuda a reproduzir distância, ângulo e posicionamento usados por um músico experiente para produzir o som.
Para chegar ao resultado, a equipe combinou escaneamento facial, escaneamento intraoral, digitalização do shakuhachi, modelagem CAD e impressão 3D em resina.
Pesquisadores do Institute of Science Tokyo, em colaboração com a Tokyo University of the Arts, desenvolveram o projeto. O Institute of Science Tokyo detalhou o processo de criação do dispositivo.
Shakuhachi exige precisão até para produzir o som
O problema parece simples até alguém tentar tocar o instrumento.
No shakuhachi, o músico precisa coordenar formato dos lábios, direção do ar e posição da flauta. Pequenas alterações nessa combinação podem mudar completamente a produção sonora.
Os músicos chamam essa configuração da boca de embocadura.
Para um iniciante, porém, surge outro obstáculo: boa parte dessa relação espacial permanece difícil de observar.
Um professor pode demonstrar a própria posição e corrigir o aluno. Ainda assim, distância, inclinação e ponto exato de contato nem sempre ficam claros apenas pela observação.
Por isso, os pesquisadores decidiram transformar essa informação tridimensional em um objeto físico.
Equipe digitalizou rosto, dentes e flauta
A pesquisa contou com um músico experiente em shakuhachi.
Primeiro, a equipe escaneou o rosto do instrumentista. Em seguida, realizou um escaneamento intraoral para registrar estruturas da boca e dos dentes.
Depois, os pesquisadores também digitalizaram o próprio shakuhachi.
Na etapa seguinte, o músico assumiu sua posição habitual de execução. Assim, a equipe conseguiu registrar a relação espacial entre rosto, lábios, dentes, queixo e instrumento.
Os pesquisadores reuniram todos esses dados em um software CAD.
Além disso, utilizaram referências anatômicas e odontológicas para alinhar corretamente os diferentes modelos digitais.
Guia começou como uma esfera de cerca de 70 mm
Depois de reconstruir digitalmente a posição do músico, a equipe criou um volume aproximadamente esférico de 70 milímetros de diâmetro entre o queixo e o shakuhachi.
Esse volume serviu como ponto de partida para o guia.
Em seguida, os pesquisadores transformaram o modelo em uma estrutura oca e mais leve.
A equipe também abriu uma janela na peça. Como o dispositivo seria produzido em resina, essa abertura permite que o material não curado saia do interior e facilita as etapas posteriores de limpeza.
Além disso, o projeto ganhou um braço de apoio ajustável, que permite pequenas correções de posicionamento.
Impressão usa tecnologia da odontologia
A equipe produziu o dispositivo por estereolitografia, ou SLA.
Nesse processo, uma fonte de luz solidifica seletivamente uma resina fotossensível e forma a peça camada por camada.
Os pesquisadores, entretanto, não escolheram uma resina decorativa comum.
Eles utilizaram um fotopolímero biocompatível empregado em guias cirúrgicos odontológicos. O material suporta os procedimentos de desinfecção necessários para esse tipo de aplicação.
A escolha faz sentido porque o fluxo de trabalho nasceu justamente da odontologia digital e da prótese dentária.
Normalmente, profissionais usam essas ferramentas para criar dispositivos relacionados à boca e aos dentes. Neste estudo, porém, a equipe levou a mesma lógica para uma relação espacial entre o rosto e um objeto externo.
Peça acompanha a anatomia do músico
O guia não funciona como um molde universal.
Os pesquisadores construíram o dispositivo a partir da morfologia dentofacial do músico analisado.
Portanto, dentes, rosto, queixo e posição dos lábios daquela pessoa fazem parte da geometria final.
A ideia é registrar uma posição considerada adequada e transformá-la em uma referência física que possa ser repetida.
Consequentemente, outro músico precisaria passar por novos escaneamentos para receber um guia verdadeiramente personalizado.
Músico experiente testou o dispositivo
O próprio instrumentista usado como referência testou a peça.
Na avaliação inicial, ele considerou positivos aspectos como estabilidade, encaixe e facilidade de utilização.
No entanto, o estudo ainda apresenta uma limitação importante.
A pesquisa funciona como prova de conceito. A equipe ainda não realizou uma validação objetiva capaz de demonstrar, por exemplo, o quanto o guia melhora a precisão do posicionamento.
Além disso, os pesquisadores ainda não testaram o dispositivo em um grupo de iniciantes para descobrir se ele realmente reduz o tempo necessário para aprender a embocadura.
Portanto, ainda seria prematuro afirmar que a impressão 3D criou um método comprovado para ensinar qualquer pessoa a tocar shakuhachi.
O estudo demonstrou outra coisa: é possível registrar uma relação espacial complexa e transformá-la em um guia físico personalizado.
Técnica pode ir além da música
Os pesquisadores enxergam aplicações além do shakuhachi.
A mesma lógica pode ajudar sempre que profissionais precisarem controlar com precisão a relação entre lábios, boca, rosto e um objeto externo.
Assim, a tecnologia pode interessar a áreas como próteses maxilofaciais, reabilitação orofacial, dispositivos personalizados e treinamento musical.
Isso explica por que uma pesquisa sobre uma flauta japonesa nasceu dentro de uma área ligada à odontologia.
O instrumento serviu como prova de conceito para uma ideia mais ampla: transformar posições difíceis de registrar em objetos físicos reproduzíveis digitalmente.
O Folha do Leste mostrou recentemente outro extremo dessa tecnologia, quando a impressão 3D reduziu de meses para um dia a espera por determinadas peças em uma fábrica de Ford e Mazda.
Neste caso, porém, a escala muda completamente.
Em vez de acelerar uma linha automotiva, a impressão 3D tenta controlar alguns milímetros de diferença entre um rosto, um sopro e uma flauta.
