古建築承載著過去的故事、文化特徵和藝術風格，通過它們能夠窺見歷史的發展和人們生活方式的變遷。古建築具有文化、經濟、景觀和社會價值，需要對其進行保護工作。公眾對於古建築有著特殊的情感和關注。然而，古建築的專業特性給公眾理解和認知帶來了一定的難度。解讀古建築需要專業知識和背景，這使得公眾難以深入了解古建築的文化價值。

古建築的專業知識---廣州石室聖心大教堂（哥特式）

古建築的數字化和智慧化為古建築知識和價值的傳播提供了新的方向。香港科技大學博士後張佳瑩帶領團隊成員梁振宇、陳澤富發佈研究成果：在缺乏結構化數據的情況下，利用多模態大語言模型（Multimodal Large Language Models -MLLMs）和3D Gaussian Splatting (3DGS) 構建了一個用於遺産建築保護的數字孿生智慧體。以3DGS技術為基礎，實現了高效、精細的古建築數字模型重建，高度還原了古建築真實場景，解決了複雜建築物三維模型輕量化的問題，並支援使用者虛擬參觀體驗。以往將非結構數據轉成結構化數據需要耗費大量人力，特別是對於古建築，其數據需要領域專家進行處理。然而，這一創新的數字孿生方法僅使用少量數據樣本就可以準確地演示場景，並將資訊添加到3D場景中，從而實現高效的可視化、數字孿生構建和數據管理。所提出的策略可以輕易地將建築幾何模型轉換為具有豐富語義的3D組件模型，用於促進遺産數據的編目和諮詢，並支援3D場景中的導航和查詢。該成果在廣州石室聖心大教堂上得以驗證。所提出的方法對歷史建築構件識別的驗證準確率高達95.6%。此外，團隊利用大語言模型AI為古建數字模型構建了對話互動的智慧體。這一數字孿生智慧體具備與用戶進行對話和互動的能力，用戶只需輸入模糊的查詢指令，數字模型便會亮起相應的構件並呈現相關的資訊。這項成果提高遺産數字孿生中組件的文檔記錄和查詢能力，方便用戶對遺産進行導航和資訊檢索，使得公眾能夠更加深入了解古建築內涵。

通過3DGS技術重建高還原度的古建築數字模型

基於MLLMs的自動古建築構件識別與語義分析

大語言模型AI的出現為許多領域帶來了革命性的變化，包括古建築研究和知識傳播。以前需要長時間學習、翻閱大量文獻資料，才能獲取的古建知識，現在直接將現場眼見所得的相關資料輸入給大模型AI，便可以輕鬆實現專業級古建構件的識別和分析。公眾通過與大模型AI的互動，可以了解和學習古建築的歷史背景、建築風格和文化意義。這種技術降低了專業領域知識的門檻，為古建築領域注入了新的活力，促進了知識的傳播和共用，使更多人有機會參與到古建築的文化保護與傳承這一有意義的工作中。

數字孿生智慧體與用戶進行對話互動

研發團隊

張佳瑩博士Dr. Jiaying ZHANG，2016年進入University College London攻讀可持續遺産專業的碩士研究生，隨後在清華大學和香港科技大學從事建築與工程智慧化方面研究。多年來從事古建築保護理論、方法與政策研究。古建築研究活動跨越了國內、中國香港、英國倫敦、馬爾他等地不同氣候區。張佳瑩博士所創建的古建築數字孿生智慧體不僅為古建築當前狀態的保護提供支援，也為未來古建築的更新改造，應急管理提供準確的數據庫。

梁振宇Zhenyu LIANG，香港科技大學博士研究生，本科畢業于華南理工大學。主要研究方向包括輕量化數字模型的構建，擅長利用圖像、點雲等技術重建古建築等複雜場景的三維模型，並通過人工智慧技術進一步生成BIM等語義豐富的資訊化模型。

陳澤富Jeff Chak Fu CHAN，香港科技大學碩士研究生，本科畢業于清華大學。目前研究方向為建築業領域的多模態大語言模型開發與應用，擅長利用有限數據對多模態大模型進行行業場景訓練、對建築數字孿生實現可視化與智慧化，並在古建築保護領域成功構建原型。

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