穿越時空 AI讓文物“動”起來

AI技術賦能考古 從文物發掘、修復到保護都將更便利

考古專家:高科技應是考古輔助手段而非噱頭

圖/受訪者提供

11月21日，長江口橫沙水域，中國水下考古迎來了一次歷史性突破。我國迄今水下考古發現的體量最大、保存最完整的古代木質沉船——“長江口二號”古船終于初露真容。這次成功打撈背后，凝聚了考古人的智慧與經驗，更是“水下沉船自動識別輔助系統”“全球首艘智能化采樣無人艇”“機器人水下考古裝備”等硬核科研成果“組團出擊”的成果。

近年來，AI技術開始賦能考古領域，通過AI建?？梢灾ξ奈镄迯?，通過圖像識別能夠“凝練”數字壁畫，讓文物“動”起來。當考古遇上AI，還會碰撞出哪些火花？記者對此進行了采訪。

AI為水下考古“提速”:

突破技術瓶頸 從發掘、采樣到打撈都實現“智能化”

“長江口二號”古船的發掘與保護，是極具代表性的案例，近日，廣東省文物考古研究院副院長崔勇參加了“長江口二號”古船的科研座談和經驗分享。他告訴記者，早期探測和打撈出水，離不開AI技術的一套“組合拳”。

崔勇介紹，由于“長江口二號”沉船被發現的區域是在長江入海口，水質泥沙含量大，船體周圍泥沙淤積較厚，由于能見度差，對于水下考古的考驗依然比較大。最終，考古專家們決定通過水上和水下三維掃描的方式來獲取更多信息，“比如在水下，利用聲吶技術傳回的聲波的點位，形成點云數據，從而可以做出一個三維的點位圖結構，再通過整體打撈，獲取更多沉船的信息量?！?/p>

據了解，從2014年起，上海大學、華東師范大學、復旦大學等高校便組建了“長江口二號”沉船研究團隊，先后研發出“水下沉船自動識別輔助系統”“全球首艘智能化采樣無人艇”“機器人水下考古裝備”等成果，使“長江口二號”的考古工作變得“智能化”。

如“精海6號”智能化采樣無人艇，可以從多個角度獲取沉船及周圍環境的寶貴數據資料；而在打撈過程中，通過智慧打撈監控系統，打撈人員可以實時監控相關數據，如保護古船打撈的“弧形梁”姿態是否發生碰撞；打撈進度如何等。

AI輔助文物修復:

打破時空、地理限制 讓三星堆文物和敦煌壁畫“活靈活現”

在文物修復過程中，計算機視覺的前沿技術可以在出土文物的碎片拼接、復原以及原初形態的數字化重建方面發揮協助作用?！氨热缬行┢餍纬鐾梁螅牟牧纤至嘶蛘哒蹞p了，那么我們通常就可以用AI建模來進行修復，從而實現在虛實集成世界里面做復原，考古拼接的效率就會大大提高。”著名考古學家、南方科技大學講習教授唐際根說。

記者了解到，AI還能打破“時空”局限，對文物進行虛擬修復。近期，在唐際根所策展的《理解三星堆》展覽中，就有一段通過三維建模復原的祭祀場景。“從場景中人物的服裝形制以及儀式過程，我們都做了大量的工具延伸，才得以最終呈現?！?/p>

另一邊，敦煌研究院則在嘗試通過AI打破地理空間限制。敦煌藏經洞內藏有經卷、文書、絹畫等5萬余件文物，然而由于各種原因，這些珍貴文物流散到了世界各地。騰訊旗下閱文集團首席執行官程武透露，通過激光掃描、照片重建技術，結合游戲引擎的PCG技術、PBR技術，能以毫米級精度1:1還原藏經洞內的壁畫、文物細節，并模擬不同時間里敦煌莫高窟的光照、植被等情況，在線上輔助敦煌研究院構建起一個“數字藏經洞”，實現了物理場景的數字化高保真復現。

同樣嘗試用AI修復文物的還有三星堆遺址。今年6月，騰訊與四川省文物局共同探索AI識別文物修復技術，通過將文物碎片3D掃描、建立數據庫，再由AI根據器物顏色、紋理、斷面的形態等信息計算拼接的可能性，從而提高考古人員的效率。

AI豐富文保形式

“文物醫生”高效去病害 4K畫質助專家遠程無障礙“會診”

除了考古發掘和考古修復，AI在文物保護方面也開始嘗試發力。近期，在敦煌研究院內就有一位AI“文物醫生”正在接受培訓。敦煌研究院院長趙聲良曾表示，壁畫的病害研究與修復是一大難題，其病害種類繁多、形態復雜且缺少自動化標注工具，其識別和分割往往需要耗費大量專業工作人員的人力成本。

針對這一難題，騰訊多媒體實驗室為敦煌研究院提供了AI病害識別技術，該技術可以通過深度學習敦煌壁畫病害的相關數據，讓AI學會為壁畫“看病”，從而實現自動化且高效的壁畫病害分割與識別。

此外，騰訊實驗室向記者透露，后續他們也將開發沉浸式遠程會診系統，實現4K超清畫質的360度沉浸式畫面展示，讓不同地域的專家均可清晰查看現場情況，實現無障礙遠程文物會診。

與此同時，在華南理工大學古籍保護與利用研究中心也有一臺AI“文物醫生”，其名為“智能化古籍脫酸增強裝置”，一批批嶺南古籍通過它得以被套上“保護衣”——分頁、預真空、霧化、真空干燥，經過這些步驟后，一本或將面臨風化消失風險的古籍就可“重獲新生”。而達到了脫酸加固效果的古籍，其“體內”的酸性物質可以被中和掉，從而起到延長紙張壽命的作用。

“AI+考古”成本是最大限制

專家: 應探索技術和考古怎么結合

基于時間成本和經濟成本考慮，目前利用AI技術修復文物還不算普遍。針對大部分的可移動文物，考古工作者們往往采取傳統的陶片黏對方式，“從時間成本看，目前的AI技術會要求我們先掃描再建模，但這個過程耗時可能和我黏陶片的時間差不多?！碧齐H根說。以敦煌壁畫為例，一幅壁畫的還原離不開機器學習。“比如一張只有半截的壁畫，就需要AI先學習左半截，掌握色彩的飽和度、圖案結構等信息之后，才能復制右半截，但如果圖案本身為非對稱結構，那么機器就無法學習，需要藝術史學家將相關信息交給機器。這需要大量的時間成本，更需要技術人員與考古學家的磨合?！?/p>

崔勇也同樣強調這一點，他說，目前在考古領域出于成本考慮，針對一些可移動文物依舊會采用人工繪制或數碼相機拍攝等方式?！耙环矫媸墙洕杀荆硪环矫媸褂眠@些AI設備存在技術門檻；但對于野外數據采集，往往考古學者一人就可以開展。相比之下，水下考古則對技術和設備提出了更高的要求，它的必要性以及投入產出比更大?！?/p>

盡管成本高昂，但唐際根與崔勇等學者依然認為“AI+考古”值得嘗試?！癆I技術是工具，考古才是主要前提，高科技應該是輔助考古研究的手段，而不應該成為噱頭。目前我們的很多考古技術還需要探索，可以多積累經驗和案例；同時更需要關注技術和考古怎么結合，才能實現在有限的財力、人力情況下減少成本，提高投入產出比。”唐際根說。

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