小编:国家文物局近日公布了文化遗产科技领域的最新成果。 “十四五”期间,国家文物局将依托高校、科研院所等部门,
国家文物局近日公布了文化遗产科技领域的最新成果。 “十四五”期间,国家文物局依托高校、科研院所等部门开展了大量基础工作和创新研究,建立了40个重点科研基地。最重要的研究问题之一是如何准确评价文化商品。
文物鉴定是文物日常管理的重要组成部分。例如,在保管、移运文物或出国进行文化交流时,需要快速、准确地验证自己的身份。换句话说,要证明回来的就是当初留下的,要证明“我”是“或者”。
此前,这项工作是基于专家经验和严格的管理体系。并在到当今世界科技日新月异,如何才能证明国宝的身份呢?
如何寻找文化资产的“痕迹”
作为明确的身份标记?
人们想出了各种方法来解决文化财产身份识别的问题。起初,文物上贴有纸质标签和阻燃漆贴纸。后来,使用更先进的射频识别技术,将一个小芯片放置在胶囊中,可以通过扫描设备读取信息。虽然这些方法在一定程度上提高了效率,但它们都有一个共同的“弱点”。也就是说,文物的标识和本体是可分离的。这意味着此类身份证明可能会被伪造。
那么,文物是否也有一个身份,像人的指纹一样,与身体一起“生长”,无法分离和复制?答案是肯定的。
国家文物局设立在天津大学建立了“文物地表监测与分析”重大科研基地。研究表明,事实上,每件文物都在微观世界中隐藏着独特的“指纹”,打造了文物独有的终极“身份证”。
天津大学计算机科学与技术学院院长冯伟:大多数物体的表面在放大到一定微观尺度时都有其物理随机性。这种物理随机性自然赋予了它独特性、不可重复、稳定和普遍的特性。换句话说,它区分了微观的普遍性和稳定性。
从泡沫瓷到书画纤维
指纹无处不在
专家将这种技术的理论基础称为“对象指纹理论”或“对象模式理论”。其实原理很容易理解。世界上没有两片完全相同的叶子同样,没有两个物体具有完全相同的微观结构。几乎所有物体的表面,无论是人造的还是自然存在的,当缩小到微米水平时,都会表现出独特的、随机形成的物理特征。例如,从宏观上看,瓷器是镜面光滑的,但从微观上看,烧制过程中产生的气泡的分布、大小和形状是完全随机的,无法再现。另一个例子是旧画。构成纸的植物纤维以各种方式排列。即使可以将两层油漆分开,纸张的纤维结构也将不可避免地在微观层面发生不可逆转的变化。
所以真正的挑战是,在“微米级”条件下采集到“指纹”后,如何才能找到“相同位置”进行下次比较?
微观条件下
如何在现场比对文物的“指纹”?
冯天津大学计算机科学与技术学院院长 魏:我们把文物放在不同的位置,这个系统可以自动调整它们的相对位置,与上次观察的一模一样。
记者:文物的角度、高度都有很大的不同。
天津大学计算机科学与技术学院院长冯伟:其实你可以自动获取到。
第一步是利用之前的观察图像作为宏观照明的参考,并引导机械臂操作相机,准确地恢复上次观察的位置。最重要的一步是第二步,就是让对比区域在微观层面与上次观察区域完全一致。即使是最微小的差异也是不能容忍的。
天津大学计算机科学与技术学院院长冯伟:我们必须回到原来的位置。如果职位不一样,这种比较的结论是完全不可靠的。我们提供了一种迭代算法。 child算法可以逐步修改到最佳相对位置。理论上,它可以接近无穷大。遇到这种情况,就会搬迁到原来的位置,并进行现场比对。
看看这个设备如何在位于天津大学的国家文物局主要科研基地检测一对“双胞胎”文物之间的差异。实验对象是两个现代手工制作的青铜鼎。它们非常相似,即使使用放大镜,人眼也很难区分它们。在三脚架上自动扫描仅 0.8 x 0.5 毫米的微小区域。
天津大学计算机科学与技术学院院长冯伟:我看到了一定的结论。该识别的置信度为 18.5%,相似度为 18.5%。底线是t与以前相比,这不是神器。人类永远无法区分的两种文化文物可以以高度的置信度进行区分。
机械臂检测文化财产
如何防止风沙破坏文化财产?
当人们看到精密机械臂围绕物体移动时,难免会担心物体的安全。我们如何保证这一点?我们的研发团队为此设计了双重保险。首先,预先构建文化资产的三维模型。机械臂的运动轨迹经过精确计算,避免与物理空间中的文物接触。接下来,敏感的距离和压力传感器也安装在探头前端。
天津大学计算机科学与技术学院院长冯伟:我们国家对于文化财产是有规定的。文物所能承受的最大力量不损坏的h站立为0.5N。达到0.4N时会自然停止。因此,绝对安全。普通灯我们使用的灯是低强度、冷光 LED 灯,这些灯已在传统系统中经过多年验证。
0.4牛顿的力可以理解为轻轻挤压鸡蛋的力。除了鉴定之外,该技术还可以用于文化财产的定期“实物检查”。准确的比对可以及时发现文物。轻度浅表疾病。与此同时,研发团队正致力于系统小型化并开发可穿戴设备。
天津大学计算机科学与技术学院院长冯伟先生:文物的起源如果能够实现这种对文物的便携式识别,比如出入控制甚至快速出入识别,将进一步增加这种机会。应用场景。
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