حفاظت فناورانه از میراث فرهنگی

میراث فرهنگی، علاوه‌بر حفظ تاریخ یک سرزمین، می‌تواند به صنعت گردشگری آن نیز رونق بخشد و موجب بهبود وضعیت اقتصادی جوامع محلی شود. به همین خاطر ۱۸می ‌برابر با ۲۸ اردیبهشت روز جهانی موزه و میراث فرهنگی نام‌گذاری شده است. با وجود این‌که اهمیت حفظ میراث فرهنگی کاملا واضح و مشخص است، برخی از مردم برای حفظ این میراث با مشکلاتی مواجه هستند. خوشبختانه فناوری‌های امروزه، تا حدی به محققان و دانشمندان باستان‌شناسی در حفظ این میراث کمک کرده است.

مرمت اشیای عتیقه با استفاده از فناوری‌های هوشمند
بلایای طبیعی یا صدمات ناشی از جنگ‌ها، بسیاری از آثار باستانی و مکان‌های تاریخی باارزش را در خطر نابودی قرار می‌دهد. مرمت این اشیا و مکان‌های تاریخی به‌دلیل نبود اطلاعات، زمان و هزینه کافی سخت و طاقت‌فرساست و حتی ممکن است چند نسل را گرفتار خود کند. درواقع بازسازی مکا‌‌ن‌های تاریخی درست مانند حل پازلی است که تصویر اولیه آن در دسترس نیست. خوشبختانه فناوری‌های هوشمند تا اندازه‌ای این مشکل را حل کرده است. اخیرا محققان ایتالیایی برای مرمت اشیای عتیقه و بازسازی مکان‌های تاریخی از فناوری‌های رباتیک، اسکن سه‌بعدی، الگوریتم‌های یادگیری ماشین و هوش‌مصنوعی استفاده کرده‌اند. آنها نام پروژه خود را «ری‌پیر، RePAIR» گذاشته‌اند که به معنای «بازسازی گذشته: برخورد هوش‌مصنوعی و رباتیک با میراث فرهنگی» است. دانشمندان موسسه فناوری ایتالیا، برای بازسازی شهر تاریخی پمپئی در ایتالیا که براثر فوران آتشفشان کوه وزوو ویران شده است، با استفاده از فناوری‌های هوشمند یادشده، بازسازی این شهر ویران‌شده را آغاز کرده‌اند. این دانشمندان با استفاده از رایانه‌های مجهز به فناوری‌ پیشرفته، توانستند از الگوریتم‌های یادگیری ماشین استفاده کرده و شکل اولیه اشیای تکه‌تکه‌شده را حدس بزنند. درواقع نرم‌افزارهای رایانه‌ای تمام تکه‌های اشیا را براساس شکل و تناسب‌شان مقایسه کرده و تصویری از شکل اولیه آن شیء به دست می‌دهند. درواقع این محققان با کمک ربات‌ها، تکه‌های خردشده اشیا را اسکن کرده و با استفاده از هوش‌مصنوعی شکل احتمالی آن را حدس زدند. البته این فرآیند بازسازی اشیای باستانی هنوز در مراحل آزمایشی قرار دارد و محققان امیدوارند بتوانند از این فناوری‌ها در بازسازی اشیا به‌طور موثرتری استفاده کنند.

اسکن فوررکو «Scan۴Reco»
اسکن فوررکو،‌ پروژه دیگری است که با بهره‌گیری از فناوری هوش‌‌مصنوعی به حفظ میراث‌فرهنگی پرداخته است. در این پروژه، با استفاده از دوربین‌های مخصوص اسکن عمیق، نسخه‌ای سه‌بعدی و با وضوح بسیار بالا از یک شیء عتیقه ایجاد می‌شود. درواقع با این نوع اسکن، داشمندان مرمت آثار قدیمی می‌توانند به‌راحتی به وضعیت بخش‌هایی از اشیا پی ببرند که با چشم معمولی انسان دیده نمی‌شوند. این دوربین‌ها به حسگرهای قوی و بسیار خاص متصل هستند و می‌توانند بدون این‌که به اشیای باستانی صدمه بزنند، خرابی و ترک‌های موجود در آن را پیدا کنند. هوش مصنوعی با استفاده از اطلاعات گرفته‌شده از حسگرها و همچنین الگوریتم‌های یادگیری عمیق، دست به مدل‌سازی می‌زند و ترکیب و ظاهر شیء باستانی را کاملا بازسازی می‌کند و تغییراتی را که در آن طی گذشت سال‌ها ایجاد شده است با دقت نشان می‌دهد. این روش کمک می‌کند تا از اثر باستانی کشف‌شده به‌خوبی مراقبت شود. بنا به گفته دانشمندانی که از این روش استفاده کرده‌اند، با به‌کارگیری هوش‌مصنوعی و اسکن‌های دقیق رایانه‌ای نه‌تنها می‌توان خراش‌های موجود در یک اثر باستانی را شناسایی کرد، بلکه می‌توان به رنگ‌های مورد استفاده در یک اثر، مانند نقاشی‌های دیواری پی برد. در ضمن این سیستم هوشمند برای مرمت اشیای باستانی و نقاشی‌ها، نوع ماده شیمیایی یا پاک‌کننده‌ای را که‌کمترین صدمه را به اثر تحت مرمت می‌زند، پیشنهاد می‌دهد.

اسکن لیزری و فوتوگرام‌متری
اسکن لیزری و فوتوگرام‌متری (تصویرسنجی) فناوری‌های دیگری هستند که در پیشرفت روزافزون دیجیتالی‌کردن میراث فرهنگی نقش مهمی دارند. درواقع وجود میراث فرهنگی دیجیتالی به ثبت تاریخ و اتفاقات قدیم و ایجاد کتابخانه دیجیتالی برای دسترسی محققان و آموزش عموم مردم کمک فراوانی می‌کند. مثلا، غار موگای چین که به غار هزار بودا هم شهرت دارد بیش از ۲۰۰۰ مجسمه و ۴۵۰۰ مترمربع نقاشی‌های دیواری منحصربه‌فرد و آسیب‌پذیر در خود جای داده است و تمامی این آثار بین ۶۰۰ تا ۱۶۰۰ سال قدمت دارند. باستان‌شناسان با چالش حفظ این آثار باستانی روبه‌رو هستند. این غار به‌نوعی تاریخ مصور جاده‌ابریشم و مبادلات فرهنگی و تجاری سراسر کشورها در دوران شکوه این جاده بازرگانی است. هزاران سال بلایای طبیعی و حجم بسیار بالای گردشگری برای بازدید از این غار، سرعت تخریب مجسمه‌ها و نقاشی‌ها را بالا برده است. اما دو فناوری اسکن لیزری و فوتوگرام‌متری به کمک محققان چینی در حفظ این میراث فرهنگی آمده است. این محققان با استفاده از این دو فناوری، تصاویری بی‌نظیر از مجسمه‌ها و غارها تهیه و آنها را به فرمت‌های دیجیتالی تبدیل کرده و در کتابخانه‌های دیجیتالی قرار داده‌اند. بدین‌ترتیب مردم می‌توانند حتی با استفاده از تلفن‌های همراه خود، این آثار را مشاهده کنند و تجربه‌ای درست مانند فردی داشته باشند که حضوری از این آثار دیدن می‌کند. با این روش احتمال صدمه‌دیدن این آثار ارزشمند به حداقل می‌رسد. در فوتوگرام‌متری، عکس‌های هوایی با وضوح بسیار بالا از آثار یا مکان‌های باستانی گرفته شده و با استفاده از آنها نقشه‌ها و مدل‌های سه‌بعدی دقیقی ایجاد می‌شود. در این تصویربرداری از پهپاد‌های مجهز به حسگر و سیستم‌های نقشه‌برداری سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) استفاده می‌شود. نتیجه کار تصاویری است که بسیار واقعی به نظر می‌رسند. با اسکن لیزری هم می‌توان از اشیا، سطوح مختلف، ساختمان‌ها و مناظر، اندازه‌گیری مستقیم و خودکاری انجام داد و اطلاعات دقیقی از آنها به‌دست‌آورد. اسکن لیزری برای جمع‌آوری اطلاعات از میلیو‌ن‌ها نقطه و همچنین دو مختصات (دکارتی) استفاده می‌کند تا الگوها و تصاویر خوبی به دست دهد.

مرمت کلیسای نوتردام با مدل‌سازی ۳بعدی
تیم مرمت کلیسای نوتردام، پس از آتش‌سوزی، به لطف مدل‌سازی سه‌بعدی اطلاعات ساختمان که پیش از آتش‌سوزی از این کلیسا انجام شده بود، توانست کلیسا را مرمت کند. آنها با استفاده از مدل تهیه‌شده قبل از آتش‌سوزی و ایجاد مدلی از کلیسا پس از آتش‌سوزی و مقایسه آنها با هم، کلیسا را مرمت کردند. این تیم مرمت، برای ایجاد مدل‌های خود از نرم‌افزارهای طراحی سه‌بعدی به نام اتودسک (Autodesk) استفاده کردند. هوش‌مصنوعی و سایر فناوری‌های پیشرفته می‌توانند میراث فرهنگی ملموس را دیجیتالی و ذخیره کنند و دستیارهای خوبی برای باستان‌شناسان و مورخان در حفظ این آثار باشند. اینها فقط نمونه‌ای کوچک از پیشرفت‌های بزرگ در حفاظت از میراث فرهنگی است. به‌زودی متخصصان این حوزه برای به‌کارگیری این فناوری‌ها در حفظ میراث فرهنگی دانش و مهارت بیشتری پیدا می‌کنند و می‌توانند در این امر از اختراعات انسان به بهترین وجه ممکن استفاده کنند.

منبع: amt-lab.org