AI в области сохранения искусства и культурного наследия

В последние годы пересечение искусственного интеллекта (ИИ) и сохранения культурного наследия открыло новые возможности для защиты и изучения исторических артефактов. По мере развития цифровых технологий ИИ играет все более важную роль в обеспечении долговечности и доступности нашего общего культурного наследия. Используя ИИ, мы сможем лучше понять и сохранить мельчайшие детали произведений искусства и артефактов, которые определяют нашу историю.

Важность сохранения исторических артефактов невозможно переоценить. Эти предметы являются не только художественными сокровищами, но и ценными историческими документами, дающими представление о прошлых обществах, культурах и технологиях. Их сохранность гарантирует, что будущие поколения смогут узнать и оценить богатство человеческой истории. Технологии искусственного интеллекта, в частности компьютерное зрение, стали мощным инструментом в этом деле. С помощью таких методов, как обнаружение объектов, ИИ может с удивительной точностью определять и документировать особенности культурных артефактов, помогая их защите и изучению.

В этой статье мы рассмотрим, как искусственный интеллект, в частности компьютерное зрение, используется для сохранения искусства и культурного наследия, изучим его применение, преимущества и проблемы.

Применение искусственного интеллекта в искусстве и сохранении культуры

В настоящее время в области сохранения произведений искусства и культуры используются две основные технологии: компьютерное зрение и обработка естественного языка (NLP). Эти области меняют способы документирования, реставрации и доступа к историческим артефактам и произведениям искусства. Компьютерное зрение позволяет ИИ улучшить каталогизацию и реставрацию культурного наследия, точно определяя поврежденные предметы, которые затем ремонтируются техническими специалистами. В то же время НЛП, управляемые ИИ, могут обеспечить перевод и оцифровку древних текстов, сохраняя лингвистическое наследие и делая его доступным для исследований и образования во всем мире. Учитывая все вышесказанное, давайте рассмотрим некоторые области применения этих двух технологий более подробно.

Реставрация и консервация произведений искусства

ИИ меняет представление о реставрации и сохранении произведений искусства благодаря использованию новых технологий, таких как компьютерное зрение и машинное обучение. Эти инструменты могут повысить точность и эффективность сохранения культурных артефактов. 

Модели компьютерного зрения могут использоваться для анализа произведений искусства, позволяя обнаруживать и восстанавливать выцветшие цвета, заполнять недостающие участки и исправлять повреждения. ИИ может определять и моделировать оригинальные цвета и текстуры, помогая консерваторам принимать обоснованные решения при реставрации. 

Модели машинного обучения также могут использоваться для оценки состояния произведений искусства, прогнозирования возможного ухудшения и принятия профилактических мер. Такие модели обучаются на различных наборах данных, содержащих изображения других произведений искусства, как в хорошем состоянии, так и ухудшившихся с течением времени. Обучаясь на этих примерах, модель способна распознавать закономерности, свидетельствующие о ранних стадиях порчи.

После обучения модель может предсказать, как может измениться состояние произведения искусства. Например, она может выявить участки с повышенным риском растрескивания или цвета, которые могут поблекнуть при текущих условиях окружающей среды.

ИИ также может помочь в создании цифровых копий и виртуальных реконструкций исторических объектов, обеспечивая захватывающий опыт при минимальном физическом взаимодействии с хрупкими артефактами. Эти цифровые модели служат ценными справочниками для реставрации и образовательных целей. 

Замечательным примером роли искусственного интеллекта в цифровой реконструкции исторических объектов является работа, проведенная над Колизеем в Риме. Исследователи из Римского университета Ла Сапиенца использовали технологию распознавания изображений на основе ИИ для тщательного анализа фасада древнего памятника. Алгоритмы искусственного интеллекта тщательно выявляют трещины, эрозию и тонкие структурные сдвиги, что позволяет специалистам по реставрации проводить целенаправленные мероприятия, которые одновременно эффективны и бережно относятся к исторической целостности Колизея.

‍

Оцифровка древних текстов

ИИ преобразует оцифровку древних текстов с помощью таких технологий, как обработка естественного языка (NLP) и компьютерное зрение. Сканирование с высоким разрешением и предварительная обработка изображений с помощью ИИ улучшают читаемость выцветших рукописей, а системы оптического распознавания символов, более известные как системы OCR, преобразуют рукописные или печатные символы в машиночитаемый текст. 

Эти системы обеспечивают сегментацию текста, отделяя его от других элементов, таких как изображения или украшения, и гарантируя, что обрабатывается только нужный текст. Системы оптического распознавания символов (OCR), в которых обычно используется искусственный интеллект, преобразуют рукописные или печатные символы в машиночитаемый текст.

Эти системы искусственного интеллекта обучаются на больших и разнообразных массивах данных, состоящих из оцифрованных текстов, шрифтов и лингвистических примеров из различных исторических периодов и языков. Обучаясь на этих обширных базах данных, модели способны распознавать различные шрифты и языки, обеспечивая точный письменный и устный перевод.

Подобно реставрации произведений искусства, ИИ можно использовать для восстановления недостающих или поврежденных фрагментов текстов, делая древние документы доступными для ученых и общественности по всему миру. Этот процесс начинается с обучения ИИ на обширных базах данных аналогичных текстов того же периода, языка и стиля. Как показано в статье " Количественный анализ литературного стиля", анализируя эти наборы данных, ИИ изучает языковые шаблоны, общие фразы и стилистические нюансы, которые были характерны для автора или эпохи оригинала.

После обучения ИИ использует распознавание образов для анализа неповрежденных фрагментов текста, определяя особый стиль, грамматику и синтаксис. Это позволяет ИИ создавать правдоподобные реконструкции недостающих фрагментов, предсказывая, что могло быть написано изначально. 

Само собой разумеется, что такой процесс способствует сохранению, облегчает исследования и обеспечивает долгосрочную защиту культурного наследия.

‍

Обнаружение художественных подделок

Еще одна область искусства, в которой ИИ играет большую роль, - обнаружение подделок. ИИ становится полезным союзником, когда речь заходит о значительном повышении эффективности обнаружения подделок произведений искусства с помощью передовых аналитических методов и алгоритмов. Системы искусственного интеллекта могут исследовать произведения искусства, чтобы выявить тонкие несоответствия и аномалии, указывающие на подделку. Эти модели компьютерного зрения анализируют мазки кисти, цветовую палитру и композицию материалов, сравнивая их с базами данных известных подлинных произведений и выявляя таким образом несоответствия. 

Модели искусственного интеллекта также могут определять уникальные узоры и техники, использовавшиеся конкретными художниками, например Пикассо или Винсетом Ван Гогом, что позволяет выявлять подделки, в которых эти детали не воспроизводятся в точности. 

Как показано в статье " Прогнозирование старения образцов культурного наследия на основе микрогеометрии поверхности", алгоритмы машинного обучения позволяют оценить процесс старения материалов, анализируя различные характеристики, которые развиваются с течением времени, такие как узоры окисления, износ поверхности и изменения химического состава. Эти алгоритмы обучаются на обширных массивах данных, содержащих как естественно состаренные, так и искусственно состаренные материалы, что позволяет им отличать подлинную патину от равномерных или непоследовательных узоров, часто встречающихся в подделках.

Это технологическое достижение не только помогает сохранить подлинность коллекций произведений искусства, но и способствует поддержанию целостности арт-рынка, предоставляя надежные инструменты для проверки. Однако очень важно дополнить анализ ИИ экспертным человеческим суждением, чтобы учесть нюансы и сложности художественного выражения. Одно можно сказать с уверенностью: обнаружение подделок с помощью ИИ представляет собой мощный инструмент для сохранения культурного наследия и обеспечения подлинности произведений искусства.

‍

Задачи ИИ в области сохранения искусства и культуры

Поскольку искусственный интеллект продолжает добиваться значительных успехов в сохранении и восстановлении искусства и культурного наследия, он также порождает уникальный набор проблем, которые необходимо решать, в том числе:

Сохранение оригинальных произведений

При использовании искусственного интеллекта в процессе реставрации оригинальных произведений искусства значительная сложность заключается в соблюдении тонкого баланса между цифровым улучшением и сохранением аутентичности артефакта.

Одна из главных проблем заключается в том, что ИИ может непреднамеренно повлиять на решения, принимаемые в процессе реставрации. Например, если модель искусственного интеллекта обучена на широком наборе данных, не отражающем в точности стиль или технику художника-оригинала, ее цифровые реконструкции или предложения могут изменить первоначальный характер произведения. Это может привести к выбору реставрационных решений, которые, несмотря на визуальную привлекательность, не будут точно отражать первоначальный замысел художника или исторический контекст, в котором было создано произведение.

Таким образом, очень важно, чтобы консерваторы критически оценивали предложения, созданные искусственным интеллектом, чтобы гарантировать, что при любой физической реставрации будет соблюдена подлинность и целостность оригинального произведения искусства.

Культурная чувствительность

Системы ИИ должны быть разработаны с учетом культурных ценностей и традиций. Неправильная интерпретация или нечувствительное обращение с культурными артефактами может привести к культурному недопониманию или оскорблению. Например, определенные цвета, символы или материалы могут иметь специфическое значение в той или иной культуре, которое система ИИ, не обладающая глубоким пониманием, может неверно истолковать. Например, система искусственного интеллекта, обученная в основном западному искусству, может не до конца понимать значение определенных тем и символов в произведениях восточного искусства, что приведет к ошибочным цифровым представлениям или предложениям по реставрации.

Точность и надежность

Обеспечение точности моделей ИИ, особенно при работе с редкими или малоизученными артефактами и текстами, остается серьезной проблемой. Системы ИИ иногда могут допускать ошибки или неверные интерпретации, что может привести к неточному восстановлению или неправильной классификации. 

Такие модели обучаются на наборах данных, которые должны охватывать широкий спектр примеров, включая как распространенные, так и редкие артефакты или тексты, чтобы помочь модели эффективно обобщать. Однако когда речь идет о редких артефактах, данных может быть недостаточно для адекватного обучения модели ИИ. Это может привести к таким проблемам, как чрезмерная подгонка, когда модель становится слишком специализированной на ограниченных данных, которые она видела, или недостаточная подгонка, когда модель не может изучить необходимые детали. Оба сценария могут привести к неточным реставрациям или неправильной классификации, что снижает эффективность модели в сохранении и интерпретации культурного наследия.

Будущие тенденции ИИ в области сохранения искусства и культурного наследия

Будущее ИИ в области искусства и сохранения культурного наследия может привести к захватывающим достижениям, которые еще больше изменят наши представления о защите и взаимодействии с историческими артефактами. По мере развития технологий ИИ мы можем ожидать появления более сложных приложений в таких областях, как виртуальная реальность, дополненная реальность и усовершенствованные алгоритмы машинного обучения. Эти технологии обеспечат еще более глубокое погружение и интерактивный опыт, позволяя людям во всем мире изучать и ценить культурное наследие беспрецедентными способами.

В целом интеграция ИИ в сохранение культурного наследия может сыграть свою роль и в туристическом секторе. Технологии ИИ используются для создания виртуальной и дополненной реальности (AR), которые делают знакомство с культурными объектами более захватывающим и информативным. Например, туристы могут использовать алгоритмы компьютерного зрения на основе ИИ для улучшения впечатлений во время экскурсий по дикой природе или для получения подробной информации о достопримечательностях и произведениях искусства с помощью функций визуального поиска на своих смартфонах. 

Выводы

ИИ меняет представление о сохранении искусства и культурного наследия, повышая эффективность документирования и реставрации артефактов с помощью таких технологий, как компьютерное зрение и обработка естественного языка. Эти достижения повышают доступность и дают новые знания, но при этом необходимо решать такие проблемы, как точность, культурная восприимчивость и сохранение оригинальных работ. 

При этом ответственное внедрение и сотрудничество между технологами и экспертами в области культуры имеют решающее значение для сохранения подлинности нашего наследия. По мере развития ИИ открываются захватывающие возможности для того, чтобы будущие поколения могли ценить и изучать нашу богатую культурную историю.

Компания Ultralytics стремится к новым высотам в развитии технологий искусственного интеллекта. Чтобы ознакомиться с нашими передовыми решениями в области ИИ и узнать о наших последних инновациях, посетите наш репозиторий GitHub. Присоединяйтесь к нашему активному сообществу и узнайте, как мы стремимся помочь таким отраслям, как самодвижущиеся автомобили и производство! 🚀