
原标题:当人工智能为代表的前沿科技遇上考古:科技与文明的双向雪崩(中华文化探索/人文观察)
游客参观云冈石窟第20窟修复后的3D打印西方造像。新华社记者 刘英 供图
历史的河流绵延不绝,文明的瑰宝熠熠生辉。
当人工智能遇上中华五千年文明,会擦出怎样的火花?
为考古发掘赋予“智慧之眼”,编织保护文物的“知识网”,为数字时代的文物注入新的生命……科技的独立性是文物保护和利用的关键。从考古发掘现场到文化科研基地,从文物修复实验室到博物馆展厅,人工国际elligence创造文明保护新范式,为文化传承与发展注入无限活力与想象。
检查来源
人工智能正在利用其强大的数据处理和模式识别能力,将考古学这一探索过去的学科带入生活。
“古蜀文明之源,长江上游文明之光”。四川省成都市包屯古城遗址距今4500至3900年,是我国长江上游地区迄今发现的规模最大、最古老的史前城市遗址。
考古学家在包屯遗址发现,早在4000多年前,包屯的先民就具有审美意识,在陶器上装饰有绳纹、水波等各种图案。陶片和填沙陶片散落一地,静静地诉说着古蜀文明的秘密信息化。如今,看似普通的陶器碎片,正在成为人工智能技术与考古深度融合的见证者。
“我们建立了包屯文化时期陶片的数字馆藏,人工智能在解决陶片分类这一复杂问题方面显示出了巨大的潜力,”四川省考古文物研究所研究馆员王钊说。其跨学科团队汇聚了顶尖考古学家和人工智能专家,目前正在开展“四川陶瓷考古人工智能探索与研究”项目。研究团队现已利用人工智能模型,成功识别出碎片多、信息少的普通陶器碎片的包屯文化时期阶段。分类依据进一步从标准陶器扩大到零星出土的破碎陶器碎片,为拱门提供快速、便捷的获取生态学。它提供了新的工具来促进分期和约会。
传统考古学是一门关注“过去”的学科。当听到“考古”这个词时,有多少人会想到一个人、一把铲子和一项调查?
从近年来的大规模考古发掘工程和重大考古事件中不难发现,“手掘天书”不再是破译文明的唯一途径。人工智能的进步引发了考古学的新“进化”,不仅创造了新的研究成果和应用场景,而且提高了实践效率和研究深度。
“面对考古发掘中出土的大量文物,动物、植物、人骨等生物文物,以及大量的文物保护数据和技术考古证据与分析,人工智能正在发挥其威力。强大的数据处理和模式识别能力为考古学这一探索过去的学科注入了活力。”南开大学历史系教授张国文说。
在电脑屏幕上,人工智能模型逐渐拼凑出贝壳的图像。这一场景标志着利用最新人工智能技术进行古文字研究的新探索。
甲骨文合并是将甲骨文各个方面的信息结合起来,将甲骨文的碎片连接成一个完整的或相对完整的文档的行为。首都师范大学甲骨文研究中心教授莫伯峰坦言,过去甲骨都是手工缝制,依靠个人经验和精神记忆,消耗了大量的时间和精力。目前,人工智能已经可以在甲骨匹配、甲骨文字识别、甲骨审核等领域提供出色的帮助。
从野外发掘到实验室研究中,人工智能与考古学的深度融合现已延伸到劳动力发展的课堂。
“两位教授计算机科学的教授加入了我们的考古课!”从去年秋季学期开始,复旦大学日历上出现了一门新的本科生课程:“人工智能考古学”。每门课程最多参加人数15人,其中助理教授4人,职业生涯不受限制。
复旦大学科技考古研究所温少庆副教授是这门课的“创始人”。邀请了计算机系的教授给学生们讲授了六节课的具体内容,包括AI发展简史、AI原理、图像处理等。
对于开设这门课程的初衷,温少卿表示,人工智能考古将成为科技弧的下一个“主战场”考古学。他希望同学们能够充分体验人工智能考古的各种应用场景,拓展人工智能技术在跨学科教育中的应用思考。 “人工智能技术在陶器碎片拼接中的应用”、“人工智能在遥感考古遗址勘探中的应用”、“基于深度学习的青铜时代测年”……谈及学生们迄今为止的最终成果,温少卿表示,新时代的考古学急需人文科学的复合型人才。 “人工智能技术是一种工具,所以我希望学生们尝试一下,尝试一下。很好用。”
温少卿称人工智能考古学是“从地下迈向数字未来的一步”。 “在考古遗址的发掘和保护过程中,科研人员可以通过人工智能分析卫星和遥感数据,首先识别失落的古迹。网站。另一个例子,研究人员可以使用 teAI 技术创建考古遗址的数字孪生。人工智能将释放生产力。 “在考古链条上,人工智能可以介入很多场景,大大提高研究的效率和准确性。”
保护
以人工智能技术为代表的前沿数字技术越来越多地应用于文化财产保护与修复研究中。
今年10月,“望云海——云冈石窟特展”在上海启动。沉浸在云冈的美景中,欣赏古老的岩画。展厅内,一尊复原并3D打印的云冈石窟第20窟西方造像真人大小的雕像,让观众惊叹不已,纷纷表示:“不敢相信,一尊1500年历史的佛像就在我面前!”在幕后,有一段跨越世纪的保护和恢复文化遗产的历史数千年。
北魏时期,在此山上开凿云冈石窟,东西绵延1公里。现有主要洞窟45个,大小造像59000余尊。第20窟是云冈最早开凿的五唐窑洞之一,东西两侧原有武士佛,但西侧的佛是先建的。北魏时毁,无其形制记载。它的原始面貌几千年来一直是个谜。目前正在展出的西方佛像在日本是如何“重生”的?
云冈研究院院长韩康说:“我们在发掘洞前遗址时,发现了很多立佛像的碎片,用传统的修复方法修复起来非常费力。”这些石头经过数千年的侵蚀,一直被储存起来,默默地等待着“重组”的机会。这等待持续了20多年。
“从2014年开始,我们开始拼装,初期是手工拼装,后来开始使用三维激光扫描仪进行高精度扫描,并利用基于人工智能的雕塑聚类研究,将100多件雕塑碎片在虚拟空间中重新排列。”云冈研究院数字保护中心文博馆馆员李丽红说。
真正的挑战在于虚拟地重建佛像缺失的头部和衣服线条。数字化团队没有参考任何历史资料,而是专注于同一时期的佛教造像。昙曜石窟的其他佛像,以及犍陀罗、摩陀罗艺术风格的石刻,都成为了人工智能学习的“样本库”。经过10多种不同的算法训练模型复原和专家论证,最终产生最准确的复原结果编辑,第20窟“失踪”的西佛“复活”了。
北魏石刻艺术与现代数字技术之间存在着跨越千年的时空共鸣,为国外洞穴虚拟修复和失落洞穴数字化修复积累了丰富的经验。
千年蜀道蜿蜒曲折,洞窟星罗棋布。川渝地区是我国岩庙最集中的地区之一。它们就像刻在乡村和山间悬崖上的历史书一样,体现了古代工匠的非凡智慧。今年6月,公布了“四川省与重庆石窟联合保护倡议”,推动四川省寺庙和重庆石窟多方位保护利用。
“川渝地区洞穴保护面临的主要挑战之一是地表退化、水体高温高湿多雨引发的渗漏和生物病害。”国家文物局石窟寺文物保护工程技术集成与应用研究重点科研基地副主任王杰说。
面对这些挑战,王杰和他的团队对洞穴表面的岩石病害进行了研究。我们正在研究重要的检测技术。他说:“我们正在使用的AI视频监控机器人使用它可以清楚地识别肉眼看不见的岩体变化。 24小时自动采集图像并进行智能计算。 “它让我们的工作人员能够多方位、多角度了解洞内文物的病害状况。”未来我们还希望能够实现智能识别和预警功能,并根据数据分析提出修复建议。
在王杰看来,保护文化财产是一场与时间的赛跑。人工智能技术可以通过图像识别准确检测风化、结垢、生物侵蚀等地表病害,实时动态追踪文物沉降和危岩体裂缝,精度可达毫米级。
环境监测、疾病识别……如今,人工智能技术开启了文化资产的“智能保护”。无论是高效分析环境数据、预警潜在风险还是预测疾病发生,科技正在让文物的系统保护变得更加灵敏、更加精准、更加智能。
继承
让中华文明更加生动地走进您的生活,让几千年的智慧更明显地融入您的日常生活。
“你从哪来?” “你叫什么名字?”在“对话于文荣——科技展”陕西省历史博物馆的《北周武帝孝陵考古成果》人工智能对话装置,展现了北周武帝重获容貌并通过科技“唤醒”他,与孩子们进行一千多年的对话。
“这是团队借助北周武帝图像还原和陕西历史博物馆,利用大型人工智能模型‘训练’出来的智人。在开发过程中,我们建立了本地化数据库,导入了大量史料进行学习,让智人能够自然地表达宇文邕的语言风格和气质。”文晓青说。
如今,人工智能与虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、数字孪生等前沿技术的结合,正在历史与当下之间架起一座无形的桥梁,让古老文明继续在数字时间和空间中脉动。
“穿越到千年前的金陵绘卷是一种怎样的体验?走进金陵画卷数字艺术展,观众可以佩戴智能手环变身宋代人物,与金陵城的533人见面。在第43届联合国教科文组织大会“博物馆视角下的人工智能”特别会议上,数字博物馆馆长艾琳分享了中国利用数字技术激发文化遗产活力的创新实践。
“随着人工智能等新技术的融入,藏品已转变为一种可感知、可获取的文化体验。公众可以轻松地欣赏艺术、了解文化、深入体验文明的发展过程。”艾琳说。
党的二十届四中全会提出“立足广大中央办公厅、国务院印发《关于推进国家文化数字化战略实施的意见》,提出培育数字文化消费新场景,线上线下融合发展,大力发展线上线下结合的数字文化新体验。
将中华文明以更加生动、创新的方式带入您的生活,让几千年的智慧有形地融入您的日常生活。科技的力量正在极大地改变人们的文化生活。敦煌的“伽尧”、国家博物馆的“艾文文”、表演秦腔的“秦小雅”……当古代文明成为“数字生活”时,可以互动,可以亲自探究历史,人与文明的距离将变得更加紧密,中华优秀传统文化将给时代带来更多活力。
数字智能时代,以人工智能为代表的前沿技术正以前所未有的方式让文化财产的保护和利用、文化遗产的保存和传承成为可能。
敦煌研究院保护研究室副主任王万福提出,在国家层面规范文化遗产数字标准体系,考虑形成文化遗产标准数字资源。北京大学考古博物馆党委书记陈建立认为,培养科技考古人才,让学生掌握地质调查、空间分析、成分分析等科技考古知识掌握方法论,获得跨学科思维能力和创新能力,将进一步完善文化保护、传承和利用的实践。释放人工智能潜力的可行途径。
“考古学家的专业知识、批判性思维和现场经验是人工智能无法取代的。由于人机协作是标准做法,因此应该始终由考古学家拥有工具并决定如何使用它们。”温少庆说。