工作人员利用人工智能技术为文物“量体”

一天逛遍世界三大博物馆，亲手触摸几千年的国宝文物，甚至让时间倒流回到1300年前的大唐盛世……在现代人工智能技术手段下，这些“狂想”正在逐一变成现实。天津大学文化遗产保护与传承信息技术研究中心的科学家们正在研究利用人工智能技术去实现国宝文物的数字化、智能化展示，并为珍贵文物的保护撑起科技“保护伞”。

2000多年前与秦始皇一同葬入地下的铜车马，1980年在秦始皇陵西侧被考古发掘，重见天日。这两辆以青铜制作，以四匹马拉的战车，大小为真车马的二分之一，是目前发现年代最早、形体最大、保存最完整的铜铸车马。其中，二号铜车马由大小3000多个零部件组成，除了青铜制件之外，不乏黄金、白银制件。其形体之大，制作之精美，堪称“青铜之冠”。

天津大学文化遗产保护与传承信息技术研究中心与秦始皇帝陵博物院合作，历时10年，运用三维激光测量技术，将铜车马的风采再现在电脑屏幕上。

穿越数千年历史的迷雾，战车车轮滚滚，御官俑双手执辔，跽坐车前。战车车盖以及车舆内外的精美彩绘历历在目，犹如初生。不仅能看到活动的画面，现在，我们甚至还能打开手机，通过主题游戏体验一下亲身驾驭秦朝战车的感觉。“我们基于现场采集的数据，正在开发一款游戏。玩家可以以主观视角，亲身驾驶铜车马，感受‘大秦驭手’的成长之路。”研究中心韩冬副教授介绍，这款游戏开发完成后，将会给广大用户提供一款了解大秦文化知识的互动体验项目，既可设置于展馆，也可在线于移动端，且还会开发出VR版本，进一步来优化参观者的参与体验。

人工智能技术不仅仅能让国宝从数千年的历史长河中“穿越”而来，更重要的是可以采取预防性的保护措施，为文物“治未病”。天津大学文化遗产保护与传承信息技术研究中心科研团队，历时10年，用计算机视觉，人工智能等现代化技术，致力于文化遗产的预防性保护，为珍贵文物撑起科技的“保护伞”。

“据统计，全国不可移动文物超过78万处，而风化、风蚀、雨蚀以及人为破坏，甚至空气中的水分，都是它们每天都要面临的敌人。对于那些已经极其脆弱的文物而言，哪怕是游客脚步带来的震动，或是呼吸产生的湿气，都可能对它们造成不可逆转的伤害。”研究中心主任张加万带领科研团队与甘肃省敦煌研究院展开合作多年，亲眼见证并监测了敦煌壁画在数年时间内产生的变化。“以前我们主要依赖实验室模拟研究外界因素对壁画的危害，然而很难真正模拟出错综复杂的真实环境。”研究中心孙济洲教授说，任何一种“文物病”出现的背后往往有许多复杂因素，而此前由于缺乏检测手段和数据，一直找不到文物本体与风险源之间的关联性。

敦煌壁画彩塑精美绝伦，是中华艺术的一座“宝库”

团队选取了11个洞窟、47个监测点，开始持续性壁画和彩塑文物本体年度监测，运用相机精确重定位系统，重点对于此类文物易出现的4种典型病害，包括疱疹、酥碱、起甲、裂隙，以及病害严重等级、洞窟南北和层级分布以及开放状态等因素，通过微变监测技术对本体产生的微小变化进行准确感知与测量。同时借助图像分析、机器学习与摄影测量学等相关技术，对本体中的4类病害进行了多尺度量化分析。经过对敦煌莫高窟2014年至2018年部分壁画监测和分析后，团队首次发现了一年周期内的0.1毫米级壁画本体细微变化。

“通过比对前后变化，才知道壁画是怎么‘生病’的，才知道未来要怎么去预防。”研究中心冯伟教授说，这套“文物预防性保护技术”正是科研人员对抗自然、挑战时间，保护人类文明的一件法宝。目前，该技术已经在敦煌莫高窟、颐和园、故宫、拉卜楞寺等多个遗产地展开应用。

“我们中国五千年灿烂文明产生了太多珍贵的文物，不仅仅是艺术观赏性，在我们研究历史上各行各业的发展都有很大的科学价值。就像一座宝库，我们要好好保护它，更要挖掘出它的深层次价值。而我们的技术，很可能正是其中的一把钥匙。”中心主任张加万相信在文化遗产领域，人工智能技术一定大有可为。