AI赋能艺术品修复： полимер 膜技术开启文物保护新篇章
在艺术品修复领域，时间往往是最大的敌人。一幅饱经沧桑的画作，可能因为岁月的侵蚀而变得残破不堪，传统的修复方式不仅耗时漫长，而且对修复师的技艺要求极高。麻省理工学院（MIT）的研究生 Alex Kachkine 却另辟蹊径，他利用人工智能（AI）和 полимер 膜技术，将艺术品修复的时间从数月缩短至数小时，为文物保护带来了革命性的突破。
AI полимер 膜：修复艺术品的“隐形绷带”
Alex Kachkine 的灵感源于一次修复巴洛克时期意大利画作的经历。长达九个月的修复工作让他意识到，科技或许能够加速这一过程。他所提出的解决方案，就是利用 AI 生成的 полимер 膜，直接应用于受损的画作表面，实现物理修复。与传统的修复方式不同，这种 полимер 膜可以随时移除，不会对原作造成永久性的改变，是一种可逆的修复方案。
这种透明的“隐形绷带”包含数千个精确匹配的颜色区域，由 AI 算法根据画作的原始色彩和风格生成。修复师只需将 полимер 膜小心地贴在画作表面，就能在短时间内恢复其原貌。更重要的是，修复过程的每一步都会被详细记录，为未来的文物保护工作提供宝贵的参考信息。
“由于我们对使用的 полимер 膜有数字记录，100 年后，当其他人修复这幅画时，他们将非常清楚地了解之前做了什么，”Kachkine 在接受 MIT 新闻采访时表示，“这在文物保护领域是前所未有的。”
艺术品修复的困境与 AI 的机遇
据 Nature 杂志报道，由于损坏严重，高达 70% 的机构艺术收藏品仍未向公众开放。传统的修复方法需要修复师花费数周甚至数年的时间，逐一填补受损区域，并为每个区域精确调配颜色。这种工作不仅需要高超的艺术技巧，还需要深厚的技术知识。然而，文物修复师的数量远远无法满足需求，导致大量的艺术品积压在仓库中，无法与公众见面。
Kachkine 在 2021 年的一次公路旅行中，亲眼目睹了大量艺术品因损坏而无法展出的现状，这激发了他利用科技解决这一问题的想法。作为一名业余画家，他深知艺术品修复的难度和潜力。
为了验证其方法的可行性，Kachkine 选择了一幅 15 世纪的油画作为测试对象。这幅画作需要在 5612 个不同的区域进行修复，极具挑战性。AI 模型识别出画作的损伤模式，并生成了 57314 种不同的颜色，以匹配原作。据报道，整个修复过程仅耗时 3.5 小时，比传统的手工修复方法快了 66 倍。
AI 算法的选择：避免“空间扭曲”
值得注意的是，Kachkine 在数字修复过程中，并没有采用像 Stable Diffusion 这样的生成式 AI 模型，也没有使用生成对抗网络（GANs）的“全区域应用”。根据 Nature 杂志发表的论文，这些模型会导致“空间扭曲”，影响修复图像与原始图像之间的精确对齐。
相反，Kachkine 采用了文物保护研究中常见的计算机视觉技术，例如用于修复细小裂缝的“交叉色彩”和用于重建低复杂度图案的“局部偏卷积”。对于面部等视觉复杂度高的区域，Kachkine 则采用传统的修复方法，从同一位艺术家的其他作品中提取特征进行移植。
从像素到 полимер：修复过程的精妙转换
Kachkine 的修复过程首先从传统的清洁工作开始，去除之前进行的修复尝试。在扫描清洁后的画作后，AI 算法会分析图像，并创建一个虚拟修复方案，根据周围的颜料和艺术家的风格“预测”受损区域应有的样子。实际上，博物馆多年来一直在创建数字修复方案，因此这一步并不算创新。真正的创新之处在于接下来的步骤。
Kachkine 开发的定制软件（已在网上共享）可以映射需要修复的每个区域，并确定每个区域所需的精确颜色。然后，该软件将这些信息转换为双层 полимер 膜，并通过高精度喷墨打印机打印出来。其中一层提供颜色，另一层白色背衬层则确保在画作表面准确再现完整的颜色光谱。这两层必须精确对齐，才能准确再现颜色。
Kachkine 通过手工对齐 полимер 膜的各个图层，然后使用保护级清漆喷雾将其粘附到画作上。重要的是，这些 полимер 材料可以溶解在标准的保护溶液中，方便未来移除 полимер 膜，而不会损坏原作。博物馆还可以存储数字文件，记录修复过程中所做的每一项更改，为未来的文物修复师提供完整的资料。
AI 修复：人机协作的新模式
Kachkine 强调，这项技术并不能取代人类的判断。文物修复师仍然需要对干预的程度以及数字预测是否准确捕捉到艺术家的原始意图做出伦理判断。“我们需要认真考虑每个阶段所涉及的伦理挑战，以确保这种技术能够以最符合文物保护原则的方式应用，”他告诉 MIT 新闻。
目前，这种方法最适合修复包含大量小面积损伤的画作，而不是大面积缺失的画作。在 AI 模型日益模糊人类和机器创造界限的时代，我们很高兴看到计算机视觉工具被清晰地应用于增强人类技能，而不是完全取代技术精湛的文物修复师的判断。
AI 修复技术的意义与未来
AI полимер 膜修复技术的出现，无疑为艺术品修复领域带来了新的希望。它不仅可以大大缩短修复时间，降低修复成本，还可以为文物保护工作提供更加精细、可逆的解决方案。随着 AI 技术的不断发展，我们可以期待在未来看到更多创新性的应用，为保护人类文化遗产贡献力量。
- 加速修复进程：传统修复耗时数月甚至数年，而 AI полимер 膜技术可将时间缩短至数小时。
- 降低修复成本：AI 技术的应用降低了对修复师技能的依赖，从而降低了修复成本。
- 可逆性修复： полимер 膜可以随时移除，不会对原作造成永久性改变。
- 数字化记录：修复过程的每一步都会被详细记录，为未来的文物保护工作提供宝贵的参考信息。
- 人机协作：AI 技术增强了人类技能，而不是完全取代修复师的判断。
伦理考量与未来展望
尽管 AI полимер 膜技术具有诸多优势，但在应用过程中仍需谨慎。文物修复师需要对干预的程度以及数字预测是否准确捕捉到艺术家的原始意图做出伦理判断。此外，还需要建立完善的监管机制，以确保 AI 技术被用于保护文化遗产，而不是被滥用。
展望未来，AI 技术将在文物保护领域发挥越来越重要的作用。我们可以期待看到更多创新性的应用，例如：
- AI 辅助诊断：利用 AI 技术对文物进行快速、准确的诊断，为修复工作提供依据。
- AI 模拟修复：在实际修复前，利用 AI 技术模拟修复过程，评估修复方案的可行性。
- AI 驱动的材料研发：利用 AI 技术研发更安全、更有效的修复材料。
AI полимер 膜修复技术是 AI 技术在文物保护领域的一次成功应用，它为我们展示了科技与艺术结合的巨大潜力。随着 AI 技术的不断发展，我们有理由相信，在不久的将来，我们将能够更好地保护和传承人类的文化遗产。
