Globo terráqueo en 4D

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HAL9000
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Globo terráqueo en 4D

Mensajepor HAL9000 » 01 Oct 2006, 21:15

Mirad como mola este proyecto de unos estudiantes de una universidad holandesa:

http://digitalurban.blogspot.com/2006/07/globe-4d-make-your-own-real-google.html.

Un saludo.
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HEAVYMETAL
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Mensajepor HEAVYMETAL » 01 Oct 2006, 22:25

Muy buenas...

Discupad, me gustaría verlo, pero cuando le doy al play no carga, en vez de eso me pone en la pantalla con el fondo negro: Share o watch again, y ninguno, ni donde pone "golbe 4d" ni en ningún sitio...

¿Alguien sabría orientarme?

:thumbup:
Imagen 12" - WO UWAN 28mm. - WO UWAN 16mm. - NAGLER 7mm. - ... y LUZ, MUUUCHA LUZ ¡¡¡¡

Roth
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Mensajepor Roth » 01 Oct 2006, 22:39

a mi me sale un video de yor tube y lo veo bien, prueba mas veces que la pagina se puede saturar o caer

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Locutus
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Mensajepor Locutus » 02 Oct 2006, 04:12

Realmente curioso, si señor.

Un saludo,
Enrique.
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HEAVYMETAL
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Mensajepor HEAVYMETAL » 02 Oct 2006, 08:01

OK, ya lo he podido ver. Está muy bien... cuando lo hagan en grandes cantidades se van a forrar... jeje. :onfire:
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jamf
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Mensajepor jamf » 02 Oct 2006, 12:55

Hola a todos:

Ese globo terráqueo está muy bien. Pero ni punto de comparación con el avance realizado en una clínica de mi localidad.

Os pongo el anuncio aparecido en la portada de un periódico comarcal donde se publicita.
Imagen

Como podéis ver hacen ecografías en 4D también, cualquier día de estos me acerco a que me expliquen como las hacen.

Saludos a todos

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Arbacia
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Mensajepor Arbacia » 02 Oct 2006, 13:30

Respecto a las ecografías 4D, trabajo en temas similares con Tomografía y reconstrucciones 3D. El 4D es sólo hacerlo en tiempo real generando un video. Yo uso rayos-X de muy alta intensidad. Con ultrasonidos la técnica es similar. Imparto un curso de doctorado sobre el tema.

Echad un vistazo a esto:

http://www.ucm.es/info/paleo/personal/p ... pteryx.htm
http://www.ucm.es/info/paleo/ata/virtual.htm

y aqui os pego un texto de divulgaciónque preparé para unas jornadas. Esta versión está sin revisar y tendrá algún error. El texto final lo teneis en

Domínguez Alonso, P. (2005): Microtomagrafía, Reconstrucciones 3D y Fósiles virtuales. in: Melendez, G. Moreno-Azanza, M. Arcega, C. (eds.) IX Jornadas Aragonesas de Paleontologia “La vida y los ambientes sedimetarios durante el periodo Cretácico” Publicaciones del Seminario de Paleontología de Zaragoza, 7: 219-232.

ya os pondré las figuras más tarde.

Microtomografía, reconstrucciones 3D y fósiles virtuales
Patricio Domínguez Alonso
Departamento de Paleontología. Facultad de Ciencias Geológicas. Universidad Complutense de Madrid.

Los paleontólogos siempre hemos estado interesados en explorar el interior de nuestros fósiles, en alcanzar esas regiones que quedan ocultas por sedimento o aquellas otras que, situadas en regiones internas del fósil, permanecen ocultas a nuestra observación. Para poder tener acceso a esas regiones ocultas, en ocasiones podremos realizar la disección del fósil, eliminando aquellas partes que no tienen un especial interés para así descubrir otras, pero no siempre podemos abrirnos paso a través de las paredes de nuestro espécimen. Con frecuencia se trata de especimenes únicos que no podemos dañar. La aparición de nuevas técnicas de exploración de fósiles difíciles de estudiar han catapultado el conocimiento sobre la evolución de organismos extinguidos. Recientemente, la aparición de nuevas técnicas de tomografía de rayos-X y reconstrucción tridimensional asistida por ordenador ha situado estos avances en un nuevo nivel.

Sin embargo, la técnica tiene sus orígenes en el siglo XIX cuando el Prof. William Jonson Sollas (1849–1936), de la Universidad de Oxford auxiliado por su propia hija realizaron secciones seriadas de fósiles como ofiuras y graptolitos. Para ello dibujaban los contornos de las secciones seriadas efectuadas en la roca conteniendo el fósil y transferían estos contornos, cambiando la escala, a láminas de cera. Las sucesivas láminas se adherían entre sí y el conjunto formaba un modelo tridimensional. Esta técnica fue también empleada por Eric Stensiö y Eric Jarvik del Museo Sueco de Historia Natural en Estocolmo para crear modelos de diferentes cefaláspidos y sarcopterigios, notablemente sobre Eusthenopteron. Con estas técnicas Stensiö y Jarvik pudieron conocer la anatomía de esos fósiles con un detalle similar al que se pudiera haber obtenido estudiando cualquier esqueleto reciente de un pez.

La técnica fue también modificada por R.P.S. Jefferies y Davis N. Lewis, del Museo de Historia Natural de Londres, sobre diferentes carpoideos mitrados como Mitrocystella, Anatifopsis, Balanocystites y muy notablemente sobre Placocystites . Jefferies y Lewis (1978) fotografiaron las secciones seriadas de los fósiles (mas concretamente se realizaron peelings de acetato y estos fueron fotografiados) y sobre las fotografías siguieron los contornos con un pantógrafo asociado a un cortador de poliestireno formado por una simple resistencia eléctrica que cortaba por fusión una lámina de poliestireno. El detalle obtenido por esta técnica nunca había sido alcanzado anteriormente. Sus modelos se conservan en las colecciones de Paleontología del Museo de Historia Natural de Londres.

En general, las técnicas de secciones seriadas no se realizan por corte seriado sino por secciones pulidas. Tras cada rebaje se registra una imagen de la sección (fotografía, peeling o simples dibujos). Finalmente perdemos la muestra original, por lo que este método sólo es aplicable en muestras que por su interés y/o abundancia podamos sacrificar. Estas técnicas requieren de un gran tiempo de trabajo. El modelo de la cabeza de Eusthenopteron necesitó del trabajo de dos técnicos durante casi quince años, los de Placocystella de un par de meses. Las nuevas tecnologías permiten acortar considerablemente el tiempo de trabajo pero las mejoras no son solo de tiempo de trabajo pues además el fósil no es destruido durante la preparación de los modelos. Esta característica de las nuevas técnicas nos han permitido emplearlas en fósiles únicos y emblemáticos como es el caso del holotipo de Archaeopteryx lithographica, más conocido como el ejemplar de Londres (Domínguez et al. 2004).
La tomografía y reconstrucción 3D asistida por ordenador son unas técnicas no destructivas que nos permiten analizar el interior de los fósiles sin dañarlos. Existen diferentes formas de obtención de datos (en principio secciones seriadas similares a las explicadas anteriormente), de procesarlos (representación de superficies, de volúmenes y técnicas mixtas) y finalmente de representarlos y distribuirlos (imágenes foto-realistas, modelos plásticos, modelos virtuales, Internet).

La tomografía tiene sus orígenes inmediatos en la exploración radiológica donde un objeto es situado entre un emisor de rayos-X y una placa fotográfica. Los rayos-X atraviesan el objeto explorado y las diferentes partes de él dejan pasar los rayos-X de diferente manera de acuerdo a sus propiedades, fundamentalmente de composición atómica. Así, la placa fotográfica nos revelará un mapa del grado de atenuación de los rayos-X en su ruta desde el emisor a la placa fotográfica que los registra. Como consecuencia, una radiografía muestra todas las estructuras superpuestas en la imagen y no pueden ser distinguidas unas de otras. Diferentes radiografías, desde diferentes ángulos, a manera, por ejemplo, de pares estereoscópicos, permitirían dilucidar algo la estructura tridimensional del objeto pero no definitivamente. Otro problema con las radiografías es que las regiones más cercanas al emisor aparecen más grandes que las más alejadas de manera que el objeto radiografiado aparece fuertemente distorsionado. Para solventar este problema el foco de rayos-X debería situarse en el infinito. Por otra parte, la radiografía en el estudio de fósiles es, en la actualidad una técnica muy económica y sencilla de aplicar.

Durante la década de los setenta apareció una nueva forma de exploración empleando los rayos-X y que solventaba los grandes problemas que presentaba la radiografía clásica. Con estas técnicas se lograba ahora obtener información espacial. Este conjunto de técnicas se denominaron tomografía (del griego “tomos” corte, sección). La tomografía médica ha sido empleada eficazmente en pacientes desde hace unas décadas. Un sistema tomográfico hospitalario consta de una sala de exploración donde se sitúa el Gantry y la mesa de exploración. El gantry es un cubo de unos 2 metros de altura, 2 de anchura y uno de profundidad perforado en el centro por un orificio de unos 70 cm de diámetro por donde pasa la mesa de exploración con el paciente yaciendo sobre ella. El gantry contiene un anillo motorizado que porta un emisor de rayos-X y un sistema de detectores. El gantry permite al emisor y receptores girar en torno al paciente.

El emisor de rayos-x emite un haz de rayos-X delgado, en torno a un milímetro o menos, en forma de abanico. El espesor del haz es regulado por un sistema de colimación. El sistema receptor está formado, generalmente, por una línea de pequeños receptores. En los modernos tomógrafos el receptor es mucho más complejo, permitiendo una exploración más rápida con menores intensidades de rayos-X. Junto a la sala de exploración se localiza la Sala de Control donde se encuentra la consola principal de mando con uno o varios monitores, teclados y ratones no muy diferentes a los de cualquier ordenador de oficina. En ocasiones hay otra sala en la que se sitúa la CPU y el sistema de almacenamiento y proceso de datos. Aunque la tomografía media se ha desarrollado para la exploración clínica de pacientes ha sido también empleada en exploración paleontológica con cierto éxito. Sin embargo, debido a sus características técnicas posee una fuerte restricción: Al ser equipos optimizados para la exploración clínica el rango de intensidades de rayos-X que pueden emplear, el tamaño de los objetos y la resolución espacial de la exploración suelen ser insuficientes para los objetivos de un paleontólogo.

La micro-tomografía computerizada (o más correctamente “computada” y abreviado como μCT) emplea rayos-x para explorar el interior de objetos sin dañarlos. Es una variación de la tomografía médica aunque mucho más potente y con mayor resolución espacial y fue desarrollada fundamentalmente con fines industriales. La muestra a explorar es situada en una plataforma giratoria que puede elevarse a intervalos regulares entre un emisor de rayos-x y un receptor. Con cada vuelta se registra la información necesaria para generar una imagen correspondiente a una sección. La muestra se eleva ligeramente y es explorada de nuevo. El proceso se repite hasta ser explorada en su totalidad. Las secciones obtenidas son mapas del coeficiente de atenuación linear de los rayos-x, por lo que para poder diferenciar estructuras dentro en el interior del fósil, los materiales que las forman, por su composición química, deben tener diferente comportamiento ante los rayos-x.


Las imágenes obtenidas son mapas bidimensionales formados por píxeles, y como conocemos la separación entre las secciones consecutivas podremos considerarlas como una imagen tridimensional del objeto (las unidades tridimensionales elementales son llamadas voxeles). El problema ahora es analizar esa imagen tridimensional y para ello debemos seleccionar porciones de las sucesivas imágenes que identificamos como objetos independientes. Este proceso es denominado segmentación.

Existen dos métodos fundamentales de preparación de modelos tridimensionales. Estos son la representación de volúmenes y la representación de superficies. En la representación de volúmenes (volume rendering) variando las propiedades (luminosidad, transparencia) del bloque de voxels podemos “ver” en su interior. La manipulación de estas imágenes 3D se realiza mediante diversos programas desarrollados en el campo de la biomedicina. Uno de los grandes problemas de la representación de volúmenes es la gran capacidad de cálculo necesaria para poder manipular los objetos representados en tiempo real por lo el uso de estas técnicas ha debido esperar al desarrollo de potentes ordenadores a un precio módico.

Por otra parte, la representación de superficies (surface rendering) es técnica desarrollada en el campo de las ingenierías. Una malla poligonal reproduce la superficie del objeto y proporciona una geometría explicita del objeto. En cada sección se define el contorno de una estructura anatómica concreta. Al unir entornos consecutivos de la misma estructura anatómica mediante una banda de triángulos generaremos la malla poligonal que reproduce la superficie del objeto. Esta malla podrá ser manipulada con posterioridad con programas de diseño técnico tipo CAD. Entre las manipulaciones más interesantes a realizar encontramos el poder restaurar la forma de los fósiles deformados, reconstruir cavidades, obtener imágenes especulares y reconstruir las partes perdidas.

En la malla tridimensional, cada triángulo es la base elemental de los algoritmos de representación (rendering), un proceso mediante el cual obtendremos imágenes foto-realistas de las mallas de triángulos. Atributos típicos de los objetos son la opacidad (o la transparencia), la clase de sombreado (facetado, Gouraud, Phong...), la reflexión, el suavizado de aristas, la representación de cara ocultas, el color, etc. Los modelos virtuales así obtenidos permiten la generación de secuencias de video e imágenes de alta calidad mediante el control de las propiedades de la escena y atributos dados al objeto virtual (texturas, color, reflectancia, transparencia, iluminación, etc.).

La manipulación de objetos virtuales puede no ser suficiente y en ocasiones se necesitará la generación de modelos físicos. Existen diversas técnicas para la generación de modelos plásticos que en su conjunto reciben el nombre de técnicas de prototipado rápido. Nombre que nos sitúa el origen y su principal campo de aplicación de estas técnicas entre las ingenierías y la fabricación de prototipos industriales. Entre las técnicas de prototipazo rápido destacamos el torneado de bloques, depósito de fundentes, grabado láser y estereolitografía.
De entre todos ellos la estereolitografía produce resultados óptimos. En una cubeta se encuentra una plataforma sumergida en resina foto-polimerizable, un rayo láser ultravioleta dibuja la forma de una capa. Tras la polimerización efectiva de la resina el conjunto se sumerge ligeramente a una distancia calibrada y una nueva capa es generada sobre la anterior. Capa a capa se consigue el modelo plástico. Estos modelos, por transparencia, permiten el estudio de estructuras internas.

Este conjunto de técnicas permiten la exploración de detalles ocultos en los fósiles salvaguardando la integridad del fósil. La única manipulación que se efectúa sobre el fósil su traslado al tomógrafo y su retorno al lugar de depósito (en general un museo). El resto del trabajo se realiza en un ordenador. Tras el procesamiento digital de las secciones seriadas se obtienen modelos virtuales que pueden ser expresados en modelos de mano mediante técnicas de prototipado rápido. Por otra parte, estos modelos digitales pueden plasmarse en imágenes foto-realistas o videos. Es muy sencilla la realización de pares estereoscópicos. Otra salida sería la creación de modelos de realidad virtual (ver por ejemplo, http://www.ucm.es/info/paleo/ata/virtual.htm) y bases de datos de modelos y/o secciones (ver por ejemplo http://www.digimorph.org)

Bibliografía seleccionada
Clack, J.A.; Ahlberg P.E.; Finney S.M.; Domínguez Alonso, P.; Robison, J.& Ketcham, R. A. (2003) A uniquely specialized ear in a very early tetrapod. Nature, 425: 65-69

Curry, T.S.; Dowdey, J.E. & Murry, R.C. 1990 Christensen's Introduction to the Physics of Diagnostic Radiology. Lea & Febiger. 4th Edition. 522 pag.

Dominguez, P., Jacobson, A.G. y Jefferies, R.P.S. 2002. Paired gill slits in a fossil with a calcite skeleton. Nature, 417: 841-844.

Dominguez, P. (2003) fósiles virtuales. http://www.ucm.es/info/paleo/ata/virtual.htm In: Arsuaga et al. Atapuerca, Patrimonio de la Humanidad. http://www.ucm.es/info/paleo/ata

Domínguez, P. (2004) El cerebro y el oido interno de Archaeopteryx. http://www.ucm.es/info/paleo/personal/p ... pteryx.htm

Domínguez Alonso, P.;Milner, A.C.; Ketcham, R.A.; Cookson, M.J. & Rowe, T. (2004) The avian nature of the brain and inner ear of Archaeopteryx. Nature, 430: 666-669.
Jarvik, E. 1980. Basic structure and evolution of vertebrates, Volume 1. Academic Press, London.
Jefferies, R.P.S. & Lewis, D.N. 1978. The English Silurian fossil Placocystites forbesianus and the ancestry of the vertebrates. Philosophical Transactions of the Royal Society (B), 282: 205-323.

Recheis, W.; Weber G.W.; Schäfer, K; Knapp, R.; Seidler, H , Nedden, D. (1999) Virtual reality and anthropology. European Journal of Radiology 31: 88–96

Spoor F, Jeffery N and Zonneveld F. (2000) Imaging skeletal growth and evolution. In: Development, Growth and Evolution: implications for the study of the hominid skeleton. (O'Higgins P and Cohn M eds.). Academic Press, London, pp.123-161.

Sollas, W. J. and Sollas, I. B. J. 1903. An account of the Devonian fish Palaeospondylus gunni Traquair. Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 196, 267-294.


Pies de Figuras
Figura 1. Arriba. Tomógrafo médico del Hospital General Yagüe, Burgos. En primer término el Dr. J.M. Carretero. Sobre la mesa de exploración se han situado unos rádios humanos para su exploración. La gran estructura en forma de anillo es el granty, dentro de el rotan el conjunto de emisor de rayos-X y el conjunto de receptores. La mesa de exploración va penetrando, poco a poco y a pequeños saltos, a través del orificio central del granty. Mientras penetra el rotor del granty hace girar el conjunto emisor-receptor y el objeto a explorar es tomografiado. (Fotografía P. Domínguez) Abajo. Equipo tomografico de alta resolución de la Universidad de Tejas, Austin. En realidad son dos tomógrafos, uno para media resolución (resolución de decimas de milímetro) y otro para alta resolución (resolución de micras). Este equipo carece de granty, en su lugar lo que gira es el objeto situado dentro de un cilindro de metacrilato sobre la plataforma circular (situada en el centro de la imagen). La plataforma circular girará y después de cada giro se elevará una pequeña fracción regulable según el estudio a realizar. La exploración usualmente dura horas y se utilizan altas energías de rayos-X lo suficientemente elevadas como para poder discernir entre diferentes minerales.(fotografia: Equipo de Tim Rowe, Laboratorio de tomografía de Alta resolución, Universidad de Tejas, Austin)

Figura 2. Sección microtomográfica de Jaekelocarpus, un carpoideo Mitrado. La imagen original era de 512 x 512 pixeles, cada píxel 8 μm. La separación entre imágenes consecutivas fue de 16 μm. (Domínguez et al. 2001)

Figura 3. Procesamiento de las secciones microtomográficas de Jaekelocarpus mediante las técnicas de representación de superficies y usando el software Mimics de la firma Belga Materialise. Arriba, captura de pantalla durante el proceso de segmentación (selección de áreas dentro de una imagen). Las secciones originales (planos x-y) pueden generar secciones secundarias (planos x-z y planos y-z, situadas a su derecha y de menor tamaño). En las imágenes se distinguen áreas de color uniforme, donde cada color representa un elemento anatómico diferente. Debajo y a la derecha. Dos imágenes ilustrando los contornos superpuestos, cada contorno es el resultado de segmentar en cada imagen (planos xy) un elemento anatómico concreto. Estos anillos se unirán mediante triangulos (imagen a su derecha) para formar mallas. Estas mallas pueden manejarse, reorientarse o deformarse hasta obtener imágenes fotorealistas como el ejemplar restaurado ilustrado abajo. (imágenes P. Domínguez)

Figura 4.- Reconstrucción por representación de volúmenes del Craneo 5 de la sima de los Huesos y de una hiena procedente de la Gran Dolina. Se ha empleado el software Volview, de Kitware. En la representación de volúmenes usamos un bloque de imágenes donde cada píxel tiene un valor volumétrico (hablamos entonces de voséeles). Dentro de ese bloque tridimensional de voxeles está la información de la situación de cada elemento anatómico. Variando las propiedades, como la luminosidad, color o transparencia de cada voxel podemos ver el interior del bloque de datos. En este caso hemos hecho transparente el aire (que quedó representado originalmente como píxeles negros o gris muy oscuro). En el caso de la figura de arriba hemos hecho que los huesos aparezcan opacos, pero en el caso de la figura inerior son transparentes en diverso grado. (imágenes P. Domínguez)

Figura 5.- Reconstrucción del cerebro y neurocráneo del ave primitiva Archaeopteryx litográfica, ejemplar de Londres. Arriba a la derecha, vista dorsal del cerebro (en realidad una réplica virtual del endocráneo). A su derecha detalle de la malla empleada en la reconstrucción, en la imagen se representa el ápice anterior de los huesos frontales. Abajo a la izquierda. Reconstrucción por representación de superficies usando el software Mimics de la firma belga Materialise, del fósil del neurocraneo en vista posterior. Se ha eliminado la matriz rocosa. Con software tipo CAD hemos colocado los diferentes huesos en su posición anatómica (abajo a la derecha). A partir de este último modelo se realizó la reconstrucción del cerebro (arriba a la izquierda). Domínguez et. al, 2004).

Figura 6.- Reconstrucción de un molar de Homo neanderthalensis (Valdegoba) mediante las técnicas de representación de superficies y usando el software Mimics de la firma Belga Materialise. El molar estaba alojado en una mandíbula y las raíces no eran visibles. Mediante estas técnicas no solo hemos podido extraer virtualmente el molar sino que además podemos explorar su dilatada cavidad pulpar sin dañar el fósil. (imágenes P. Domínguez).

Figura 7.- Reconstrucción por representación de superficies del endocraneo del Cráneo 4 de la sima de los Huesos (arriba). El cráneo se ha dejado transparente. Abajo: Reconstrucción por representación de superficies del endocraneo del Cráneo 5 de la sima de los Huesos (arriba). Mediante herramientas 3D hemos podido generar copias especulares del endocráneo y asi al superponerlo al original realizar un mapa de sus asimetrías. (imágenes P. Domínguez).

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jamf
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Lección magistral

Mensajepor jamf » 03 Oct 2006, 01:02

Hola de nuevo:

arbacia desde luego eres un maestro, muy esclarecedora tu explicación a la par de pedagógica.

Queda patente mi garrulez, cuando imaginaba que la 4ª D era, que la foto de la ecografía seguía la evolución de la criatura. Así al llegar a la universidad se le vería con el bonete :twisted: .

Eso me pasa por leer solo los títulos gordos, y no leer que grababan videos y DVD.

En fin saludos, y muchas gracias por la aclaración.

Roth
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Mensajepor Roth » 03 Oct 2006, 10:28

jamf ya somos dos yo me imaginaba que ibamos a seguir el proceso de la criaturita hasta la primera comunion!
jaaaaaaaaaaaajajajajajajaja

alfredoaldi
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Mensajepor alfredoaldi » 03 Oct 2006, 10:53

Os imaginais esta misma idea pero viendo la esfera desde el interior, como si fuera un planetario?

Saludos

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