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文物不斷出土,修復人員卻嚴重短缺,怎麼破題?

共探 AI 在三星堆“修”文物

2023年03月02日08:05 | 來源:四川日報
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原標題:共探 AI 在三星堆“修”文物

“三星堆編號文物上萬件,要全部修復,我們這一代人不可能實現。”幾年前,面對三星堆8座祭祀坑出土的大量文物及殘片,文保人員如此感嘆。然而,隨著文物領域科技應用水平的提高,尤其當AI技術用於輔助文物修復,這個時間周期有沒有縮短的可能?文物的展示利用有沒有可能變得更加豐富?

  3月1日,省文物考古研究院和騰訊SSV數字文化實驗室“人機協同智能考古修復”合作簽約儀式在省文物局舉行。雙方將以三星堆為試點,嘗試通過人機協同方式下的AI智能輔助文物修復工作,提升文物考古行業的科技水平,助推中華文明探源工程取得更多成果。

  痛點

  一線人員不足200人,大批新出土文物亟待修復﹔現有虛擬修復智能化程度不高,修復周期長成本高

  省文物考古研究院院長唐飛介紹,三星堆祭祀坑新一輪考古發掘中,新發現的6座祭祀坑共出土編號文物17000余件,較完整器物2400余件,其中包括頂尊曲身鳥足銅神像、獸托頂尊跪坐銅人像、龜背形網格狀器、銅神壇、銅神獸、鳥形金飾片和金面具等重要器物。今年10月,三星堆博物館新館將開放,大量殘缺、開裂、變形、腐蝕嚴重的出土文物需要及時進行清理、拼接、整理和保護修復,任務非常繁重。

  在三星堆之外,我省考古發掘工地每年至少有上萬件文物殘件或標本出土,但我省從事文物保護及修復的一線人員不足200人,很多破損文物不得不長年存放於倉庫中,無法活化利用。這也是整個考古學界長期面臨的問題。

  當傳統方法無法快速實現文物修復和展示利用,運用數字化和人機協同智能技術開發的文物虛擬修復開始受到重視。這種虛擬修復可在不干預文物實體的前提下,根據不同的研究和修復目的進行快速、無限次調整多種表達和展示,滿足不同受眾和場景需求。去年年底,依靠三維信息掃描虛擬修復,三星堆8號坑出土的青銅神獸和3號坑出土的頂尊跪坐銅人像成功實現“合體”。

  然而,目前開展的虛擬修復研究主要針對器形、紋飾預判性較強的器物,並且對人工拼接成果的依賴性很大,甚至就是人為拼接后在計算機中進行圖像化處理,因此智能化程度不高,利用大數據的自主深度學習和應用能力較低。此外,受限於文物或碎片三維數據採集和虛擬修復軟件研發、設計高成本限制,單件文物實現虛擬修復成本較高,且時間周期長,這些問題都制約了文物修復的發展。

  探索

  合作開展人機協同方式下的AI智能輔助文物修復實驗,嘗試找到數字技術的一種新解法

  基於高性能計算平台的算力,以及AI人工智能算法,或將有助於文物的修復工作,擺脫文物修復的困境。

  騰訊杰出科學家單瀛介紹,基於計算機視覺和AI前沿技術的文物虛擬修復技術,可從文物顏色、紋理、斷面的幾何形態等信息計算入手,實現出土文物碎片虛擬拼接、矯形、復原,大大提高文物碎片拼對效率。同時在建立文物數字化大數據的前提下,計算機視覺技術可高效地識別文物造型、結構以及局部紋理的相似性﹔AI利用模式識別對比已標注文物的年代或文化屬性,協助研究人員開展考古與文化研究。

  經過反復調研論証,省文物考古研究院的文物考古專家團隊與騰訊SSV數字文化實驗室的AI算法技術團隊決定合作開展人機協同方式下的AI智能輔助文物修復實驗,嘗試找到數字技術的一種新解法。

  技術團隊基於經典三維形狀分析的算法,已在少量現有公開的文物數據集上打通流程,初步驗証AI算法對文物修復拼接具備可行性,下一步將獲取更多其他文物數據進行測試。

  不過,技術團隊也發現,三星堆的文物形狀多樣、紋理復雜,有其獨特的藝術風格和樣式,且三星堆文物距今年代較長,鑄造手段與現代工藝不同,難以自動化根據傳統指標(對稱性、曲率平滑度)進行修復判定。基於經典圖形學算法的修復手段難以實現好的效果,需要結合專家經驗沉澱至算法。未來,項目組將結合人工智能數據驅動的方式進行優化。AI算法模型也需要足夠的樣本數據進行學習,在算法的早期探索階段,將使用模擬數據進行算法訓練與效果驗証。

  在未來的合作中,雙方計劃能夠運用AI技術輔助文保專家完成部分三星堆代表性器物的數字修復,並運用數字化平台,創新公眾考古的互動體驗模式。最終利用計算機視覺、AI技術等實現文物及其碎片信息採集、整理的智能化協同,為文保專家進一步研究提供協助,為文物的認知、保護、復原、研究、展現和傳播提供更豐富的技術選擇。

□叢雨萌 四川日報全媒體記者 吳曉鈴

(責編:袁菡苓、羅昱)

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