»Big Picture«: 3D-Röntgencomputertomographie einer peruanischen Mumie

3.6.2019

Fürth: Forschende des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS haben im Rahmen des Forschungsprojekts »Big Picture« eine Mumie mittels 3D-Röntgencomputertomographie (CT) untersucht. Mit diesem riesigen Bilddatensatz demonstrieren sie ihre Forschungsfortschritte.

3D-Röntgencomputertomographie einer peruanischen Mumie
© Fraunhofer IIS

Die vermutlich aus Peru stammende Mumie wurde am Fraunhofer-Entwicklungszentrum Rönt-gentechnik in Fürth tomographiert.

3D-Röntgencomputertomographie einer peruanischen Mumie
© Fraunhofer IIS

Auch das Geheimnis hinter der Ausbuchtung in der Mitte des Kopfbereichs wurde gelüftet.

Im Projekt Big Picture beschäftigen sich die Forschenden des Fraunhofer IIS mit der Digitalisierung dreidimensionaler Objekte mit hoher Genauigkeit. Um die Fortschritte der Forschungsarbeiten im seit Februar 2018 laufenden Projekt zu demonstrieren, haben sie eine vermutlich aus der Zeit der späten Zwischenperiode (11.-15. Jh. n. Chr.) stammende Mumie aus der Sammlung des Linden-Museums Stuttgart mittels 3D-CT untersucht. »Die untersuchte Mumie war das perfekte Scanobjekt, mit der wir eine Win-Win-Situation geschaffen haben. Wir haben einen riesigen Datensatz erhalten, mit dem wir unsere Bildverarbeitungsmethoden erproben und weiter verbessern können. Das Linden-Museum erhält im Gegenzug wertvolle Daten, mit denen die Geschichte der Mumie weiterführend erforscht werden kann«, erklärt Prof. Tomas Sauer, Leiter der Gruppe Wissensbasierte Bildverarbeitung des Fraunhofer EZRT und Lehrstuhlinhaber für Mathematik mit Schwerpunkt Digitale Bildverarbeitung an der Universität Passau.

Verarbeitung riesiger Datenmengen

Moderne Messsysteme erzeugen zunehmend große und hochkomplexe Datenmen-gen, die gespeichert, verarbeitet und in verwertbare Informationen umgewandelt werden müssen. Während die reine Speicherung heutzutage weitgehend unproblematisch und lediglich eine Frage des Aufwands ist, ist die Verarbeitung und Verwertung eine große Herausforderung. Im Projekt Big Picture wird eben diese Problematik erforscht: An den Fraunhofer-Standorten Fürth, Deggendorf und Passau arbeitet ein 10-köpfiges Team unter anderem an fortschrittlichen Bildverarbeitungsmethoden, um die riesigen Bilddaten nutzbar zu machen. Mit den eigens entwickelten Softwaretools sind die Forscher beispielsweise in der Lage, Bildbereiche aus einem großen Datensatz zu segmentieren, also gezielt in kleinere ausgewählte Bereiche aufzuteilen. Zudem spielen Komprimierungsmethoden eine zentrale Rolle: Mit neu entwickelter Software lässt sich der hochauflösende Datensatz der Mumie mit einem handelsüblichen Notebook betrachten und analysieren – bislang waren hierfür sehr teure und leistungsstarke Industriecomputer notwendig.

Ein Maiskolben als Nase

Was sich genau hinter den dutzenden Lagen von Baumwolltüchern befindet, war bis zum CT-Scan mit Ausnahme des groben Alters und der Herkunft der Mumie nicht klar. Nach einer ersten Sichtung der Daten konnten die Forscher bestätigen, dass es sich offenbar um eine Person in Hockstellung handelt, die ihre Arme vor den Beinen verschränkt. Zahlreiche Grabbeigaben wie beispielsweise Muscheln und Armbänder konnten im Datensatz identifiziert werden. Auch das Geheimnis hinter der Ausbuchtung in der Mitte des Kopfbereichs wurde gelüftet: Es handelt sich offenbar um einen Maiskolben, der sich in einem hervorragenden Zustand befindet. »Die Mumie stammt sehr wahrscheinlich von der Zentral- oder Südküste Perus. Nur dort ist es trocken genug, dass sich organisches Material so gut erhält. Die Jenseitsvorstellungen im Alten Peru waren sehr "konkret", das bedeutet, dass man sich das Jenseits wie das Diesseits vorstellte. Nahrungsmittel und Kleidung waren daher häufige Grabbeigaben. Der zum Ahnen gewordene Verstorbene musste auch im Jenseits ernährt und gekleidet werden. Wir hoffen, durch die genauere Bestimmung der Grabbeigaben zu einer präziseren Datierung der Mumie zu kommen, ohne sie dabei beschädigen zu müssen«, erklärt Dr. Doris Kurella, verantwortlich für das Fachreferat Latein- und Nordamerika am Lindenmuseum.

Nicht nur Museen profitieren

Im Rahmen von vorangegangenen Forschungs- und Industrieprojekten wurden meh-rere Referenzanwendungen identifiziert, die einen hohen wirtschaftlichen Nutzen aufweisen. Die Inhalte des Projekts Big Picture wurden so konzipiert, dass insbesondere die Anforderungen der bayerischen Industriepartner adressiert werden. Beispielsweise sind die Sensorik und Bildverarbeitung für hochaufgelöste Messtechnik mittels Inline-Computertomographie an großformatigen, sicherheitsrelevanten Gussbauteilen für die Automobilindustrie unverzichtbar: Diese Technologie ermöglicht die produktionsintegrierte hundertprozentige Kontrolle von sicherheitsrelevanten Bauteilen wie beispielsweise Zylinderköpfen und sorgt so für einwandfreie Produktqualität und -sicherheit. Im Rahmen von Big Picture sollen Lösungen entwickelt werden, die die Anwendbarkeit dieser Technologie erheblich verbessern.

Big Picture: 3D-Röntgencomputertomograhie einer peruanischen Mumie

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Untersuchung einer peruanischen Mumie mittels 3D- Röntgencomputertomographie

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