陜西高校“黑科技” 助力文物保護修復

文物是一個國家發展、文化傳承的歷史印記。如今，人工智慧、大數據、虛擬技術在文物保護、修復上的力量不可取代。如何發揮高校力量助力文物保護、修復等，讓文物活起來？日前，記者走進陜西省部分高校，探訪高校利用學科背景、科研成果探索建立跨學科、跨領域、跨行業、跨部門的協同創新方式，用科技為文物保護助力的片段故事。

科技賦能文物保護

數字化重現文物“風采”

在西安交大田家炳藝術樓，記者走近一支特殊的跨學科研究隊伍——由西安交大人文學院藝術系教授、著名雕塑藝術家賈濯非領銜的三維造型藝術現代技術應用研究團隊。

賈濯非早年就敏銳地察覺到現代技術，特別是電腦和數字技術將會對雕塑藝術帶來深刻的影響，並逐步在雕塑專業教學培養方案中設置數字三維造型課程。十多年前，他就開始探索三維數字技術與雕塑類文物保護的結合，在交大機械、電信等多個學院的技術支援下，組建了三維掃描與形體檢測實驗室，先後組織開展了甘肅慶陽北石窟寺、山西晉城青蓮寺、唐昭陵六駿石刻的數字化保護與修復工作。隨著研究的深入，該團隊與國際相關團隊達成了合作，從而走上了一條國際化、跨學科的新路子。

“現代數字化資訊技術，特別是虛擬現實技術，為離散文物碎片資訊超現實聚合的資訊完整化研究提供了新思路，讓我們有機會逆向探尋、感知這些文物本有的文化風貌。”賈濯非説，通過“運用新方法、探索學科交叉、深度國際合作”，希望為文物保護研究開闢新思路。

據介紹，該團隊會對文物進行3D色彩掃描並建立數字模型，然後進行數字模擬修復並進行多媒體影視製作，最後還可以結合傳統造型方法和傳統彩繪工藝，對文物進行逆向倣真實體重建。至今，團隊先後完成了三批次流散海外文物三維數據採集，作為核心技術團隊共同開展了北京智化寺藻井的數字化重建項目、龍門石窟皇后禮佛圖項目和唐昭陵六駿數字化復原研究等一系列國際化合作項目，大大提升了交大藝術學科在國際學術領域的影響力。

“我們今天所做的，絕不僅僅是對一兩件時空離散文物的虛擬造型復原，而是在探索具有普遍意義的文化遺産保護和研究的新方法、新領域，是對文化遺産遺憾的逆向探索和修復。”賈濯非説，這項工作對現在和未來而言都意義重大。

“科學家+工程師”

多學科交叉助古建築煥發“第二春”

“古建築是活著的歷史，具有極高的文物、藝術和科學價值，我們有責任將這些中國傳統文化的瑰寶保護好。”查看榫卯結構殘損情況，探究主要構件的殘余承載力……無論嚴冬酷暑，在每一次實地開展古建築鑒定和保護工作現場，西安建築科技大學古建築保護專家薛建陽教授總是嚴謹又充滿熱情。

記者了解到，多年來，國家“百千萬人才工程”入選者薛建陽所帶領的學術團隊，圍繞中國古建築的殘損調查、安全性評定、維修加固等方面開展了二十餘年的研究與探索，已成為國內古建築研究領域有著較高影響的一支力量。薛建陽帶領團隊運用現代試驗技術及理論對我國古建築的結構特性、結構演化過程及抗震思想進行了系統的研究，取得了一系列豐碩的成果。

“始建於遼清寧二年（西元1056年）的應縣木塔是木結構古建築中的明珠，此前由我們學校專家們承擔了應縣木塔的結構殘損調查及鑒定。經過大家的共同努力，終於將組成木塔的11萬餘個構件逐個拍照、測量、定損、繪圖，並建立了三維數據庫和殘損資訊庫。這也是應縣木塔有史以來最全面、系統的殘損調查建檔，為下一步木塔的維修加固提供了最直觀的第一手資料。”薛建陽介紹，目前課題組的研究成果已應用於西安鐘樓、韓城城隍廟等文物建築的安全性鑒定和加固保護工程中，社會效益顯著。

薛建陽所在的“古建築保護與傳承”創新團隊，是一個基於數字化與智慧化技術的古建築預防性保護“科學家+工程師”團隊，擁有集建築、結構、力學、材料、資訊控制技術為一體的多學科交叉技術力量，將人工智慧和數字技術引入到古建築保護領域，開發智慧監測裝備及智慧預警平臺，實現對古建築的預防性保護。多年來，團隊在古建築保護及修復領域取得了一系列成果。

“我們團隊最新申報的秦創原項目中，還將基於雲伺服器監測系統框架研發數字化古建築監測預警雲平臺系統，可根據不同的古建築保護項目需求隨時調取和填充數據，實現古建築結構健康狀況智慧化評估與預警，這可為我省、我市古建築預防性保護的全面落實提供可靠技術和設備支援。希望我們的工作，能為更多古建築注入強有力的‘隱形鋼筋’，使其歷久彌堅。”薛建陽説。

聚集數名專家學者

組建交叉創新團隊

“發掘于西安南郊鳳棲原西漢張安世家族墓葬群的彩繪漆箱殘片，如何讓其魅力重現？其數字化復原，就來自陜西科技大學。目前複製品保存于陜西省考古博物館，作為數字化修復的代表展出。”據陜西科技大學硅酸鹽質文化遺産研究院的王瑩老師介紹，近年來，陜西科技大學依託硅酸鹽、人工智慧等學科成立了硅酸鹽質文化遺産研究院，致力於用科技力量開展文物的鑒識、保護、傳承、創新研究，目前該校的地下文物保護研究已從硅酸鹽質文物領域拓寬到陶瓷、漆木器、青銅器等領域。

據了解，陜科大“陜西省地下文物保護利用協同創新中心”聚集了數名專家及40多名熱愛文保科技的學者，組建有“有機質地下文物團隊”“無機質地下文物團隊”“地下文物科學解析及應用技術研究團隊”“地下文物保護利用測試分析中心”四個交叉創新團隊，開展了古陶瓷研究、文物健康評估、文物病害防護、3D數字修復等一系列工作。

經過多年研究，該團隊開發出基於資訊科學的古陶瓷多元分析識別軟體，可以科學判定陶瓷樣本，有效彌補了傳統靠專家人為“掌眼”的不確定性；發明瞭一套古陶瓷製備與快速尋優方法，使燒造成本與研發時間均下降50%多；團隊還先後完成“中國古代白瓷發明創造科學價值與標本庫建設”“耀州窯五代天青瓷的特質分析與類比研究”等國家級科研項目，取得業界矚目的成就。

團隊不僅在文物修護、保護上發力，還可為文物做“全身體檢”。近年來，團隊成員還為全國各地出土的壁畫、紙質文物、皮革、青銅器、絲織品等文物做過類似的文物健康評估報告，同時還致力於陶瓷、紙質、皮革等文物保護研究。

王瑩介紹，目前該校正在逐步完善地下文物保護材料與技術重點實驗室建設，在建成的地下文物保護材料與技術實驗室基礎上，搭建模擬地下文物埋藏環境的多場耦合原位劣變研究平臺，聚焦地下文物劣變機理，保護材料和技術開發的相關研究。

■記者 任娜