給文物“做CT”？沒(méi)錯(cuò)！
當(dāng)高校依托學(xué)科優(yōu)勢(shì)為文物保護(hù)注入科研力量，會(huì)收獲怎樣的驚喜？12月8日，記者了解到，西安科技大學(xué)“數(shù)護(hù)瑰寶”團(tuán)隊(duì)深耕文物保護(hù)數(shù)智化創(chuàng)新，歷時(shí)兩年跨越十二省，構(gòu)建起“掃描-推演-監(jiān)測(cè)”智能防護(hù)體系，以高?？蒲辛α客苿?dòng)文物保護(hù)從“被動(dòng)修復(fù)”向“主動(dòng)防御”升級(jí)，為文化遺產(chǎn)守護(hù)注入科技力量。
“守護(hù)之難”破題 科技“硬核”護(hù)寶
傳統(tǒng)保護(hù)模式在文物保護(hù)中積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)、發(fā)揮了重要作用。團(tuán)隊(duì)工作人員介紹，隨著保護(hù)理念升級(jí)與技術(shù)發(fā)展，其可優(yōu)化空間逐漸顯現(xiàn)：修復(fù)人力物力成本偏高，文物遺存的唯一性與脆弱性導(dǎo)致部分損傷難以完全復(fù)原，復(fù)雜場(chǎng)景下依賴人工經(jīng)驗(yàn)的保護(hù)模式可能引發(fā)二次破壞風(fēng)險(xiǎn)。
為回應(yīng)這一行業(yè)需求，西安科技大學(xué)秦立科、陳少杰、任建喜三位老師指導(dǎo)、周瑞欣同學(xué)負(fù)責(zé)的“數(shù)護(hù)瑰寶”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)歷時(shí)兩年開(kāi)展系統(tǒng)性調(diào)研，足跡覆蓋陜西、甘肅、山西、河南等12個(gè)省份，先后走訪秦始皇帝陵博物院、陜西省文物研究院等多家文博單位，深入西安城墻等文物現(xiàn)場(chǎng)采集一手?jǐn)?shù)據(jù)。最終，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新構(gòu)建“掃描識(shí)別－模擬推演－監(jiān)測(cè)評(píng)判”閉環(huán)的預(yù)防性保護(hù)一體化方案，可實(shí)現(xiàn)古文化遺址、古城墻、古墓葬、石窟寺、石刻、陶俑、彩塑等多類型文物古跡的“全生命周期保護(hù)”，為文物保護(hù)注入科技動(dòng)能。
AI賦能 文物病害可預(yù)測(cè)
據(jù)介紹，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)摒棄單一掃描技術(shù)的局限，創(chuàng)新采用多模態(tài)數(shù)據(jù)融合掃描技術(shù)，整合激光掃描、傾斜攝影、地質(zhì)雷達(dá)與紅外技術(shù)，開(kāi)展高精度協(xié)同數(shù)據(jù)采集。通過(guò)先進(jìn)配準(zhǔn)算法實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)精確對(duì)齊，再結(jié)合智能數(shù)據(jù)融合技術(shù)提升微小病害識(shí)別能力。最終構(gòu)建的三維模型可精細(xì)呈現(xiàn)古遺址內(nèi)外部結(jié)構(gòu)及表面病害，建立了包含6類文物古跡、22種常見(jiàn)病害的病害庫(kù)，有效解決了單一掃描技術(shù)精度與無(wú)法識(shí)別微裂縫等細(xì)微病害的問(wèn)題。
能否智能預(yù)測(cè)文物的病害，并量身定做一個(gè)加固方案？據(jù)了解，該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)首先通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)測(cè)試古建筑青磚、石窟巖石、彩塑泥土等不同文物材質(zhì)的物理力學(xué)性能，建立起文物專屬材料強(qiáng)度數(shù)據(jù)庫(kù)；隨后基于該數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)一步構(gòu)建彈塑性損傷本構(gòu)模型及接觸界面力學(xué)模型，在模型構(gòu)建中充分考慮溫度場(chǎng)、濕度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)等多物理場(chǎng)耦合作用，使其能夠精準(zhǔn)模擬古遺址破壞特征、科學(xué)評(píng)估文物安全性能；最終依托AI技術(shù)，實(shí)現(xiàn)文物病害預(yù)測(cè)與加固方案智能推薦，成功彌補(bǔ)了傳統(tǒng)通用模型無(wú)法匹配文物材料特性、模擬結(jié)果偏差大的缺陷。
全天候監(jiān)測(cè) 文物保護(hù)更智能
在監(jiān)測(cè)評(píng)判環(huán)節(jié)，團(tuán)隊(duì)打造了一個(gè)機(jī)器視覺(jué)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。融合物聯(lián)網(wǎng)與智能算法，搭配項(xiàng)目研發(fā)的掃描產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)對(duì)古遺址的非接觸式、超高精度實(shí)時(shí)位移監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)具備全天候運(yùn)行、多點(diǎn)整體監(jiān)測(cè)及成本效益優(yōu)勢(shì)，可針對(duì)模擬推演得出的高危易損區(qū)域重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)計(jì)算安全系數(shù)，并基于云平臺(tái)提供從數(shù)據(jù)采集、分析到風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的全面支持，解決了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)成本高、精度低、預(yù)警滯后的問(wèn)題。
為推動(dòng)技術(shù)落地，團(tuán)隊(duì)研發(fā)出手持式掃描儀“古跡衛(wèi)士-智掃儀”。它集核心技術(shù)于一體，內(nèi)置多光譜鏡頭與微型雷達(dá)。設(shè)備可在現(xiàn)場(chǎng)快速采集數(shù)據(jù)，一鍵生成透明三維模型，并自動(dòng)識(shí)別、標(biāo)記表面病害。通過(guò)對(duì)比不同時(shí)期數(shù)據(jù)，直觀評(píng)估文物安全趨勢(shì)。掃描數(shù)據(jù)可直接導(dǎo)入系統(tǒng)進(jìn)行病害發(fā)展模擬，為現(xiàn)場(chǎng)決策提供即時(shí)支撐，真正讓數(shù)智技術(shù)服務(wù)于保護(hù)一線。
憑借對(duì)文物保護(hù)領(lǐng)域的深度探索與技術(shù)突破，團(tuán)隊(duì)斬獲中國(guó)國(guó)際大學(xué)生創(chuàng)新大賽(2025)陜西賽區(qū)銀獎(jiǎng)、第十九屆iCAN大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽西北賽區(qū)三等獎(jiǎng)等多項(xiàng)獎(jiǎng)項(xiàng)。面對(duì)多項(xiàng)榮譽(yù)，一位教師表示，這些榮譽(yù)不僅是對(duì)學(xué)校深耕數(shù)智化文物保護(hù)的專業(yè)認(rèn)可，更彰顯了該新興學(xué)科以學(xué)科建設(shè)為引領(lǐng)、破解傳統(tǒng)保護(hù)困境的創(chuàng)新實(shí)力。我國(guó)文物古跡預(yù)防性保護(hù)領(lǐng)域在學(xué)科賦能下邁入“數(shù)智驅(qū)動(dòng)”的全新發(fā)展階段，為文化遺產(chǎn)保護(hù)學(xué)科的交叉融合與實(shí)踐轉(zhuǎn)化提供了鮮活范例。(記者 任娜)
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