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國寶穿越記 看人工智能技術(shù)如何給文物“治未病”

2018年10月22日 11:17 | 作者:段瑋 | 來源:北方網(wǎng)
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一天逛遍世界三大博物館,親手觸摸幾千年的國寶文物,甚至讓時間倒流回到1300年前的大唐盛世……在現(xiàn)代人工智能技術(shù)手段下,這些“狂想”正在逐一變成現(xiàn)實。天津大學(xué)文化遺產(chǎn)保護與傳承信息技術(shù)研究中心的科學(xué)家們正在研究利用人工智能技術(shù)去實現(xiàn)國寶文物的數(shù)字化、智能化展示,并為珍貴文物的保護撐起科技“保護傘”。

工作人員利用人工智能技術(shù)為文物“量體”

2000多年前與秦始皇一同葬入地下的銅車馬,1980年在秦始皇陵西側(cè)被考古發(fā)掘,重見天日。這兩輛以青銅制作 ,以四匹馬拉的戰(zhàn)車,大小為真車馬的二分之一,是目前發(fā)現(xiàn)年代最早、形體最大、保存最完整的銅鑄車馬。其中,二號銅車馬由大小3000多個零部件組成,除了青銅制件之外,不乏黃金、白銀制件。其形體之大,制作之精美,堪稱“青銅之冠”。

天津大學(xué)文化遺產(chǎn)保護與傳承信息技術(shù)研究中心與秦始皇帝陵博物院合作,歷時10年,運用三維激光測量技術(shù),將銅車馬的風(fēng)采再現(xiàn)在電腦屏幕上。

穿越數(shù)千年歷史的迷霧,戰(zhàn)車車輪滾滾,御官俑雙手執(zhí)轡,跽坐車前。戰(zhàn)車車蓋以及車輿內(nèi)外的精美彩繪歷歷在目,猶如初生。不僅能看到活動的畫面,現(xiàn)在,我們甚至還能打開手機,通過主題游戲體驗一下親身駕馭秦朝戰(zhàn)車的感覺。 “我們基于現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù),正在開發(fā)一款游戲。玩家可以以主觀視角,親身駕駛銅車馬,感受‘大秦馭手’的成長之路?!毖芯恐行捻n冬副教授介紹,這款游戲開發(fā)完成后,將會給廣大用戶提供一款了解大秦文化知識的互動體驗項目,既可設(shè)置于展館,也可在線于移動端,且還會開發(fā)出VR版本,進一步來優(yōu)化參觀者的參與體驗。

人工智能技術(shù)不僅僅能讓國寶從數(shù)千年的歷史長河中“穿越”而來,更重要的是可以采取預(yù)防性的保護措施,為文物“治未病”。天津大學(xué)文化遺產(chǎn)保護與傳承信息技術(shù)研究中心科研團隊,歷時10年,用計算機視覺,人工智能等現(xiàn)代化技術(shù),致力于文化遺產(chǎn)的預(yù)防性保護,為珍貴文物撐起科技的“保護傘”。

“據(jù)統(tǒng)計,全國不可移動文物超過78萬處,而風(fēng)化、風(fēng)蝕、雨蝕以及人為破壞,甚至空氣中的水分,都是它們每天都要面臨的敵人。對于那些已經(jīng)極其脆弱的文物而言,哪怕是游客腳步帶來的震動,或是呼吸產(chǎn)生的濕氣,都可能對它們造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害?!毖芯恐行闹魅螐埣尤f帶領(lǐng)科研團隊與甘肅省敦煌研究院展開合作多年,親眼見證并監(jiān)測了敦煌壁畫在數(shù)年時間內(nèi)產(chǎn)生的變化。 “以前我們主要依賴實驗室模擬研究外界因素對壁畫的危害,然而很難真正模擬出錯綜復(fù)雜的真實環(huán)境?!?nbsp;研究中心孫濟洲教授說,任何一種“文物病”出現(xiàn)的背后往往有許多復(fù)雜因素,而此前由于缺乏檢測手段和數(shù)據(jù),一直找不到文物本體與風(fēng)險源之間的關(guān)聯(lián)性。

敦煌壁畫彩塑精美絕倫,是中華藝術(shù)的一座“寶庫”

團隊選取了11個洞窟、47個監(jiān)測點,開始持續(xù)性壁畫和彩塑文物本體年度監(jiān)測,運用相機精確重定位系統(tǒng),重點對于此類文物易出現(xiàn)的4種典型病害,包括皰疹、酥堿、起甲、裂隙,以及病害嚴重等級、洞窟南北和層級分布以及開放狀態(tài)等因素,通過微變監(jiān)測技術(shù)對本體產(chǎn)生的微小變化進行準確感知與測量。同時借助圖像分析、機器學(xué)習(xí)與攝影測量學(xué)等相關(guān)技術(shù),對本體中的4類病害進行了多尺度量化分析。經(jīng)過對敦煌莫高窟2014年至2018年部分壁畫監(jiān)測和分析后,團隊首次發(fā)現(xiàn)了一年周期內(nèi)的0.1毫米級壁畫本體細微變化。

“通過比對前后變化,才知道壁畫是怎么‘生病’的,才知道未來要怎么去預(yù)防?!?nbsp;研究中心馮偉教授說,這套“文物預(yù)防性保護技術(shù)”正是科研人員對抗自然、挑戰(zhàn)時間,保護人類文明的一件法寶。目前,該技術(shù)已經(jīng)在敦煌莫高窟、頤和園、故宮、拉卜楞寺等多個遺產(chǎn)地展開應(yīng)用。

“我們中國五千年燦爛文明產(chǎn)生了太多珍貴的文物,不僅僅是藝術(shù)觀賞性,在我們研究歷史上各行各業(yè)的發(fā)展都有很大的科學(xué)價值。就像一座寶庫,我們要好好保護它,更要挖掘出它的深層次價值。而我們的技術(shù),很可能正是其中的一把鑰匙?!敝行闹魅螐埣尤f相信在文化遺產(chǎn)領(lǐng)域,人工智能技術(shù)一定大有可為。(津云新聞記者段瑋)


編輯:楊嵐

關(guān)鍵詞:文物 人工智能技術(shù) 國寶 穿越 研究中心

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