在艺术品修复领域，一项突破性的技术正在悄然兴起，它有望彻底改变我们保护和传承文化遗产的方式。麻省理工学院（MIT）的研究生Alex Kachkine开发出一种利用人工智能（AI）生成聚合物薄膜的技术，能够在短短几个小时内完成对受损画作的修复工作。这一创新方法不仅大大缩短了修复时间，还为艺术保护领域带来了前所未有的精确性和可逆性。这一研究成果发表在《自然》杂志上，引发了艺术界和科技界的广泛关注。
传统绘画修复是一项耗时且精细的手工工作，修复师需要花费数周甚至数年的时间，才能完成对一幅画作的修复。他们需要仔细清理画面，填充缺失的颜料，并尽可能地还原作品的原貌。然而，这种修复方法往往是不可逆的，任何细微的改动都可能对原作造成永久性的影响。此外，由于修复师的个人风格和技术水平的差异，不同的修复师对同一幅画作的修复效果也可能存在差异。
Alex Kachkine的AI聚合物薄膜修复技术，通过创建一个透明的“面具”，将数千个精确匹配的颜色区域直接应用于原始艺术品上，从而避免了传统修复方法的诸多问题。这种“面具”可以随时移除，不会对画作本身造成永久性改变，从而保证了修复过程的可逆性。更重要的是，由于修复过程的每一步都有详细的数字记录，未来的修复师可以清楚地了解之前的修复工作，从而更好地保护和维护艺术品。
Kachkine在接受MIT News采访时表示：“因为有关于使用面具的数字记录，100年后，当有人再次使用它时，他们将对绘画所做的事情有一个非常清楚的了解。这在以前的保护工作中是不可能的。”
《自然》杂志报道称，由于损坏，高达70%的机构艺术收藏品仍然隐藏在公众视野之外。传统的修复方法需要修复人员花费大量的时间和精力，为每个受损区域混合精确的颜色，这对于修复师的艺术天赋和技术知识都是一个巨大的考验。然而，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。
Kachkine在2021年的一次公路旅行中产生了这一想法。在参观画廊时，他意识到由于损坏和修复积压，大量的艺术品仍然被隐藏起来。作为一名业余绘画修复师，他深知问题的严重性，并看到了技术解决方案的潜力。
为了验证他的方法，Kachkine选择了一个具有挑战性的案例：一幅15世纪的油画，需要在5612个独立的区域进行修复。AI模型识别出损坏模式，并生成了57314种不同的颜色来匹配原始作品。据报道，整个修复过程耗时3.5小时，比传统的手工绘画方法快约66倍。
值得注意的是，Kachkine并没有使用像Stable Diffusion这样的生成式AI模型，而是采用了计算机视觉技术。他使用了“交叉应用着色”技术来修复简单的损伤，如细小的裂缝，并使用“局部部分卷积”技术来重建低复杂度的图案。对于视觉复杂度高的区域，如面部，Kachkine则依赖传统的修复方法，从同一位艺术家的其他作品中移植特征。
Kachkine的修复过程首先是对画作进行传统的清洁，以去除之前的修复痕迹。然后，扫描清洁后的画作，并使用算法分析图像，创建一个虚拟修复，以“预测”受损区域应有的外观。这一步并不是特别新颖，博物馆多年来一直在创建数字修复。真正的创新在于接下来的步骤。
定制软件（由Kachkine在线共享）会映射每个需要修复的区域，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在薄膜上印刷的双层聚合物面具——一层提供颜色，而白色背衬层则确保在绘画表面上准确地再现完整的颜色光谱。这两层必须精确对齐才能准确地再现颜色。
高保真喷墨打印机生产面具层，Kachkine手工对齐这些面具层，并使用保护级清漆喷雾将它们粘附到绘画上。重要的是，聚合物材料可以溶解在标准的保护溶液中，从而可以在不损坏原始作品的情况下，在未来移除面具。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，为未来的修复人员创建一份备案。
Kachkine表示，这项技术并不能取代人类的判断。修复人员仍然必须指导有关干预程度的伦理决策，以及数字预测是否准确地捕捉了艺术家的原始意图。他告诉MIT News：“要了解如何以最符合保护原则的方式应用这项技术，需要在该过程的每个阶段都对所涉及的伦理挑战进行大量的审议。”
目前，该方法最适用于包含大量小面积损伤的画作，而不是大面积缺失的画作。在一个AI模型越来越模糊人类和机器创作媒体之间界限的世界中，看到计算机视觉工具被清晰地用作人类技能的增强，而不是作为对熟练修复人员判断的全面替代，这令人耳目一新。
AI修复技术的优势与局限
AI聚合物薄膜修复技术无疑为艺术品修复领域带来了革命性的变革。它不仅大大缩短了修复时间，提高了修复效率，还通过数字化的方式，实现了修复过程的可追溯性和可逆性。然而，这项技术也存在一些局限性，例如，它更适用于小面积损伤的修复，对于大面积缺失的修复效果可能不佳。此外，AI模型在预测受损区域的颜色和纹理时，可能存在一定的误差，需要修复师进行人工干预。
AI修复技术的伦理考量
任何一项新技术在应用过程中都不可避免地会涉及到伦理问题。AI聚合物薄膜修复技术也不例外。例如，在使用AI模型预测受损区域的颜色和纹理时，如何确保预测结果 максимально приближены к original意图？在修复过程中，应该在多大程度上进行干预？这些都是需要认真思考的问题。
Kachkine强调，这项技术并不能取代人类的判断。修复人员仍然需要根据自己的专业知识和经验，对修复过程进行指导和监督。只有在人类和AI的协同合作下，才能更好地保护和传承我们的文化遗产。
AI修复技术的未来展望
随着AI技术的不断发展，AI聚合物薄膜修复技术也将不断完善和改进。未来，我们有望看到更加智能、更加精确的AI修复系统，能够修复更加复杂、更加严重的艺术品损伤。此外，AI修复技术还有望应用于其他文化遗产的保护领域，例如，文物修复、古籍修复等。可以预见，在AI技术的助力下，我们的文化遗产将得到更好的保护和传承。
案例分析
以Kachkine修复的15世纪油画为例，该画作共有5612个独立的受损区域。如果采用传统的修复方法，至少需要数周的时间才能完成修复。而Kachkine利用AI聚合物薄膜修复技术，仅用3.5小时就完成了修复工作。这充分说明了AI修复技术在提高修复效率方面的巨大优势。
此外，由于Kachkine在修复过程中使用了数字化的方法，所有的修复步骤都有详细的记录。这意味着，如果未来该画作再次受损，修复人员可以清楚地了解之前的修复工作，从而更好地进行修复。这体现了AI修复技术在实现修复过程可追溯性方面的优势。
数据佐证
《自然》杂志报道称，由于损坏，高达70%的机构艺术收藏品仍然隐藏在公众视野之外。这说明了艺术品修复的重要性。而传统的修复方法耗时且昂贵，无法满足需求。AI修复技术的出现，有望解决这一问题。据报道，AI修复技术可以将修复时间缩短66倍。这意味着，在相同的时间内，可以修复更多的艺术品，从而让更多的文化遗产重见天日。
结论
AI聚合物薄膜修复技术是艺术品修复领域的一项重大突破。它不仅可以提高修复效率，还可以实现修复过程的可追溯性和可逆性。随着AI技术的不断发展，AI修复技术将在文化遗产保护领域发挥越来越重要的作用。当然，在应用AI修复技术时，我们也需要认真思考伦理问题，确保在保护文化遗产的同时，尊重艺术家的原始意图。
