国宝の旅：人工知能技術が文化遺産の病気を防ぐ方法

一日で世界三大博物館を訪れ、数千年前の国宝を自分の手で触り、さらには1300年前の繁栄した唐王朝にタイムスリップする...現代の人工知能技術の助けを借りて、これらの「クレイジーなファンタジー」が次々と現実になりつつあります。天津大学文化遺産保護・継承情報技術研究センターの科学者たちは、人工知能技術を利用して国宝のデジタル化・インテリジェント化を実現し、貴重な文化遺産を保護するための技術的な「保護の傘」を提供することを研究している。

2000年以上前に秦の始皇帝とともに地中に埋められた青銅の戦車と馬は、1980年に秦の始皇帝陵の西側で行われた考古学的発掘調査中に発見された。この2台の戦車は青銅製で、4頭の馬に引かれており、実物の半分の大きさです。これまでに発見された青銅製の戦車の中では最も古く、最も大きく、最も保存状態の良い戦車です。そのうち、2号青銅車馬は、大小3,000点以上の部品で構成されており、青銅部品のほか、金や銀の部品も含まれています。その大きさと精巧な細工は「ブロンズクラウン」と呼ぶにふさわしいものです。

天津大学文化遺産保護・継承情報技術研究センターは秦の始皇帝陵博物館と協力し、10年かけて3次元レーザー測定技術を用いて青銅の戦車と馬の優美さをコンピューター画面上に再現した。

数千年の歴史の霧の中を、戦車の車輪が転がり、御者の人形が戦車の前でひざまずき、両手で手綱を握っています。戦車のカバーや戦車の内外に描かれた精巧な絵画は、まるで生まれたばかりのように今でも私の心に鮮明に残っています。イベントの映像を見ることができるだけでなく、携帯電話を開いてテーマゲームを通じて秦の時代の戦車を運転している感覚を体験することもできます。 「現地で収集したデータを基にゲームを開発しています。プレイヤーは主観的な視点で青銅の戦車や馬を操縦し、『秦の御者』の成長の軌跡を感じることができます。」研究センターのハン・ドン准教授は、このゲームの開発が完了したら、ユーザーに秦文化の知識を理解するためのインタラクティブな体験プロジェクトを提供すると紹介しました。展示会場やモバイル端末でオンラインで設置でき、訪問者の参加体験をさらに最適化するためにVRバージョンも開発されます。

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人工知能技術は、国宝を数千年の歴史を「旅」させることができるだけでなく、さらに重要なことに、文化遺産の「病気を治す」ための予防保護措置を講じることができる。天津大学文化遺産保護・継承情報技術研究センターの研究チームは、コンピュータービジョンや人工知能などの最新技術を活用して、文化遺産の予防的保護を実施し、貴重な文化財に技術的な「保護の傘」を提供することに10年を費やしてきました。

「統計によると、国内には動かせない文化財が78万点以上あり、風化、風食、雨食、人為的破壊、さらには空気中の湿気までが日々の敵となっている。もともと極めて脆弱な文化財にとって、観光客の足音による振動や呼吸による湿気でさえ、取り返しのつかないダメージを与える可能性がある」。同研究センター所長の張家湾氏は、長年にわたり科学研究チームを率いて甘粛敦煌研究院と協力し、数年にわたって敦煌壁画に生じた変化を自ら目撃し、監視してきた。 「これまで、壁画に対する外部要因の危害を研究するには、主に実験室でのシミュレーションに頼ってきたが、複雑な現実の環境を真にシミュレートすることは難しい」と研究センターの孫季州教授は述べた。「文化財病」の発生には、多くの場合、多くの複雑な要因が絡み合っており、これまでは検出方法とデータが不足していたため、文化財自体とリスク源との相関関係は見つかっていなかった。

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研究チームは11の洞窟と47の監視地点を選び、壁画や彩色彫刻の年間継続監視を開始した。カメラ精密再配置システムを使用して、ヘルペス、白華、剥離、ひび割れなど、このような文化遺産に発生しやすい4つの典型的な病気と、病気の重症度、洞窟の南北と階層の分布、洞窟の開放状態などの要素に焦点を当てた。微細変化監視技術により、壁画や彩色彫刻のわずかな変化を正確に感知し、測定している。同時に、画像解析、機械学習、写真測量法などの関連技術を活用して、当該実体における4種類の疾患のマルチスケール定量分析を実施しました。研究チームは2014年から2018年にかけて敦煌莫高窟の壁画を監視・分析した結果、1年の間に壁画に0.1ミリレベルの微妙な変化が見られることを初めて発見した。

前後の変化を比較することで、壁画がどのように「病気」になったのか、そして今後どのようにそれを防ぐのかを理解できます。同研究センターの馮偉教授は、この一連の「文化遺産の予防保護技術」は科学研究者が自然に抗い、時間に挑戦し、人類の文明を守るための魔法の武器であると語った。現在、この技術は敦煌莫高窟、頤和園、紫禁城、ラブラン寺など多くの文化遺産に応用されている。

「わが中国の5000年にわたる輝かしい文明は、非常に多くの貴重な文化遺産を生み出してきました。それらは芸術的な鑑賞に値するだけでなく、歴史上のさまざまな産業の発展を研究する上でも大きな科学的価値を持っています。それはまるで宝庫のようなものです。私たちはそれをしっかりと保護し、そのより深い価値を引き出さなければなりません。そして、私たちの技術はまさにその鍵の一つとなるかもしれません。」センター長の張家湾氏は、人工知能技術が文化遺産の分野で大きな可能性を秘めていると考えています。