AI trong bảo tồn nghệ thuật và di sản văn hóa

Trong những năm gần đây, sự giao thoa giữa Trí tuệ Nhân tạo (AI) và bảo tồn di sản văn hóa đã mở ra những con đường mới để bảo vệ và nghiên cứu các hiện vật lịch sử. Khi công nghệ kỹ thuật số phát triển, AI đóng một vai trò ngày càng quan trọng trong việc đảm bảo tuổi thọ và khả năng tiếp cận di sản văn hóa chung của chúng ta. Bằng cách tận dụng AI, chúng ta có thể hiểu rõ hơn và bảo tồn các chi tiết phức tạp của các tác phẩm nghệ thuật và hiện vật định hình lịch sử của chúng ta.

Tầm quan trọng của việc bảo vệ các hiện vật lịch sử là không thể phủ nhận. Những đồ vật này không chỉ là những kho báu nghệ thuật mà còn là những hồ sơ lịch sử có giá trị, cung cấp thông tin chi tiết về các xã hội, nền văn hóa và công nghệ trong quá khứ. Việc bảo tồn chúng đảm bảo rằng các thế hệ tương lai có thể học hỏi và đánh giá cao sự phong phú của lịch sử nhân loại. Các công nghệ AI, đặc biệt là thị giác máy tính, đã nổi lên như những công cụ mạnh mẽ trong nỗ lực này. Thông qua các phương pháp như nhận diện đối tượng, AI có thể xác định và ghi lại các đặc điểm của các hiện vật văn hóa với độ chính xác đáng kể, hỗ trợ việc bảo vệ và nghiên cứu chúng.

Trong suốt bài viết này, chúng ta sẽ khám phá cách AI, đặc biệt là thị giác máy tính, đang được sử dụng trong việc bảo tồn nghệ thuật và di sản văn hóa, xem xét các ứng dụng, lợi ích và thách thức của nó.

Các ứng dụng của AI trong bảo tồn nghệ thuật và văn hóa

Hai công nghệ chính hiện đang được sử dụng trong lĩnh vực bảo tồn nghệ thuật và văn hóa: thị giác máy tính và xử lý ngôn ngữ tự nhiên (NLP). Các lĩnh vực này đang định hình lại cách các hiện vật lịch sử và tác phẩm nghệ thuật được ghi lại, phục hồi và tiếp cận. Thị giác máy tính cho phép AI tăng cường việc lập danh mục và phục hồi di sản văn hóa bằng cách xác định chính xác các phần bị hư hỏng, sau đó được các kỹ thuật viên sửa chữa. Trong khi đó, NLP do AI điều khiển có thể cho phép dịch và số hóa các văn bản cổ, bảo tồn di sản ngôn ngữ và giúp nó có thể tiếp cận được cho nghiên cứu và giáo dục trên toàn thế giới. Với ý nghĩ đó, hãy cùng khám phá một số ứng dụng của cả hai lĩnh vực này một cách chi tiết hơn.

Phục hồi và bảo tồn tác phẩm nghệ thuật

AI đang định hình lại việc phục hồi và bảo tồn các tác phẩm nghệ thuật bằng cách sử dụng các công nghệ mới như thị giác máy tính và học máy. Những công cụ này có thể nâng cao độ chính xác và hiệu quả của việc bảo tồn các hiện vật văn hóa. 

Các mô hình thị giác máy tính có thể được sử dụng để phân tích các tác phẩm nghệ thuật, cho phép chúng phát hiện và giúp phục hồi màu sắc bị phai, lấp đầy các phần bị thiếu và sửa chữa các hư hỏng. AI có thể xác định và mô phỏng màu sắc và kết cấu ban đầu, do đó giúp các nhà bảo tồn đưa ra các quyết định sáng suốt trong quá trình phục hồi. 

Các mô hình học máy cũng có thể được sử dụng để đánh giá tình trạng của các tác phẩm nghệ thuật, dự đoán sự xuống cấp tiềm ẩn và hướng dẫn các biện pháp phòng ngừa. Các mô hình như vậy được đào tạo trên các bộ dữ liệu khác nhau chứa hình ảnh của các tác phẩm nghệ thuật khác, cả ở tình trạng tốt và những tác phẩm đã bị xuống cấp theo thời gian. Bằng cách học hỏi từ những ví dụ này, mô hình có thể nhận ra các mẫu cho thấy các giai đoạn đầu của sự xuống cấp.

Sau khi được đào tạo, mô hình có thể dự đoán tình trạng của tác phẩm nghệ thuật có thể phát triển như thế nào. Ví dụ: nó có thể xác định các khu vực có nguy cơ bị nứt cao hơn hoặc màu sắc có khả năng bị phai dưới các điều kiện môi trường hiện tại.

AI cũng có thể giúp tạo ra các bản sao kỹ thuật số và tái tạo ảo các địa điểm lịch sử, mang lại trải nghiệm sống động đồng thời giảm thiểu sự tương tác vật lý với các hiện vật mỏng manh. Các mô hình kỹ thuật số này đóng vai trò là tài liệu tham khảo có giá trị cho mục đích phục hồi và giáo dục. 

Một ví dụ đáng chú ý về vai trò của AI trong việc tái tạo kỹ thuật số các địa điểm lịch sử được thấy trong công việc được thực hiện trên Đấu trường La Mã ở Rome. Các nhà nghiên cứu từ Đại học Rome La Sapienza đã khai thác công nghệ nhận dạng hình ảnh do AI cung cấp để phân tích cẩn thận mặt tiền của di tích cổ. Các thuật toán AI tỉ mỉ xác định các vết nứt, các kiểu xói mòn và các thay đổi cấu trúc tinh tế, cho phép các chuyên gia phục hồi thực hiện các biện pháp can thiệp có mục tiêu vừa hiệu quả vừa tôn trọng tính toàn vẹn lịch sử của Đấu trường La Mã.

‍

Số hóa các văn bản cổ

AI đang chuyển đổi việc số hóa các văn bản cổ thông qua các công nghệ như xử lý ngôn ngữ tự nhiên (NLP) và thị giác máy tính. Quét độ phân giải cao và tiền xử lý hình ảnh nâng cao bằng AI cải thiện khả năng đọc của các bản thảo bị phai màu, trong khi các hệ thống nhận dạng ký tự quang học thường được gọi là hệ thống OCR, chuyển đổi các ký tự viết tay hoặc in thành văn bản mà máy có thể đọc được. 

Các hệ thống này cung cấp phân đoạn văn bản, giúp cô lập văn bản khỏi các yếu tố khác như hình ảnh hoặc đồ trang trí, đảm bảo rằng chỉ văn bản có liên quan mới được xử lý. Các hệ thống Nhận dạng Ký tự Quang học (OCR), thường được hỗ trợ bởi AI, sau đó chuyển đổi các ký tự viết tay hoặc in thành văn bản mà máy có thể đọc được.

Các hệ thống AI này được đào tạo bằng cách sử dụng các bộ dữ liệu lớn và đa dạng, bao gồm các văn bản, bản thảo và ví dụ ngôn ngữ được số hóa từ nhiều thời kỳ và ngôn ngữ lịch sử khác nhau. Bằng cách học hỏi từ các bộ dữ liệu mở rộng này, các mô hình có thể nhận ra các bản thảo và ngôn ngữ khác nhau, cho phép dịch và giải thích chính xác.

Tương tự như phục hồi tác phẩm nghệ thuật, AI cũng có thể được sử dụng để tái tạo các phần văn bản bị thiếu hoặc bị hư hỏng, giúp các học giả và công chúng trên toàn thế giới có thể tiếp cận các tài liệu cổ. Quá trình này bắt đầu bằng việc AI được đào tạo trên các bộ dữ liệu mở rộng gồm các văn bản tương tự từ cùng thời kỳ, ngôn ngữ và phong cách. Như được hiển thị trong bài nghiên cứu Phân tích Định lượng về Phong cách Văn học, bằng cách phân tích các bộ dữ liệu này, AI học được các mẫu ngôn ngữ, cụm từ thông dụng và sắc thái phong cách đặc trưng của tác giả hoặc thời đại ban đầu.

Sau khi được huấn luyện, AI sử dụng khả năng nhận dạng mẫu để phân tích các phần còn nguyên vẹn của văn bản, xác định phong cách, ngữ pháp và cú pháp cụ thể. Điều này cho phép AI tạo ra các phục dựng hợp lý của các phần bị thiếu, dự đoán những gì có thể đã được viết ban đầu. 

Hiển nhiên là quy trình này giúp tăng cường công tác bảo tồn, tạo điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu và đảm bảo bảo vệ di sản văn hóa lâu dài.

‍

Phát hiện tranh giả

Một lĩnh vực khác trong giới nghệ thuật mà AI đóng vai trò quan trọng là phát hiện tranh giả. AI đang trở thành một đồng minh hữu ích trong việc tăng cường đáng kể khả năng phát hiện tranh giả thông qua các kỹ thuật và thuật toán phân tích tiên tiến. Các hệ thống AI có thể kiểm tra các tác phẩm nghệ thuật để xác định những điểm không nhất quán và bất thường tinh vi, dấu hiệu của tranh giả. Các mô hình thị giác máy tính này phân tích nét vẽ, bảng màu và thành phần vật liệu, so sánh chúng với cơ sở dữ liệu các tác phẩm thật đã biết, từ đó phát hiện ra những điểm không nhất quán. 

Các mô hình AI cũng có thể xác định các mẫu và kỹ thuật độc đáo được sử dụng bởi các nghệ sĩ cụ thể, chẳng hạn như Picasso hoặc Vincent van Gogh, cho phép chúng phát hiện hàng giả không thể sao chép chính xác các chi tiết này. 

Như được trình bày trong Dự đoán độ tuổi của các mẫu di sản văn hóa dựa trên vi hình học bề mặt, các thuật toán học máy có thể đánh giá quá trình lão hóa của vật liệu bằng cách phân tích các đặc điểm khác nhau phát triển theo thời gian, chẳng hạn như các kiểu oxy hóa, độ mài mòn bề mặt và thay đổi thành phần hóa học. Các thuật toán này được huấn luyện trên các tập dữ liệu lớn chứa cả vật liệu lão hóa tự nhiên và lão hóa nhân tạo, cho phép chúng phân biệt giữa lớp gỉ (patina) thật và các mẫu đồng nhất hoặc không nhất quán thường thấy trong hàng giả.

Sự tiến bộ công nghệ này không chỉ giúp bảo tồn tính xác thực của các bộ sưu tập nghệ thuật mà còn hỗ trợ duy trì tính toàn vẹn của thị trường nghệ thuật bằng cách cung cấp các công cụ mạnh mẽ để xác minh. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải bổ sung phân tích AI bằng đánh giá của các chuyên gia để xem xét các sắc thái và sự phức tạp của biểu đạt nghệ thuật. Một điều chắc chắn là khả năng phát hiện tranh giả do AI hỗ trợ thể hiện một công cụ mạnh mẽ trong việc bảo vệ di sản văn hóa và đảm bảo tính xác thực của các tác phẩm nghệ thuật.

‍

Những thách thức của AI trong bảo tồn nghệ thuật và văn hóa

Khi AI tiếp tục đạt được những bước tiến đáng kể trong việc bảo tồn và phục hồi nghệ thuật và di sản văn hóa, nó cũng mang đến một loạt các thách thức riêng cần được giải quyết, bao gồm:

Bảo tồn các tác phẩm gốc

Khi sử dụng AI trong quá trình phục hồi các tác phẩm nghệ thuật gốc, một thách thức đáng kể nằm ở việc duy trì sự cân bằng tinh tế giữa việc tăng cường kỹ thuật số và bảo tồn tính xác thực của hiện vật.

Một trong những mối quan tâm chính là AI có thể vô tình ảnh hưởng đến các quyết định được đưa ra trong quá trình phục hồi. Ví dụ: nếu một mô hình AI được huấn luyện trên một tập dữ liệu rộng không thể hiện chính xác phong cách hoặc kỹ thuật cụ thể của nghệ sĩ gốc, thì các phục dựng hoặc đề xuất kỹ thuật số của nó có thể làm thay đổi đặc điểm ban đầu của tác phẩm. Điều này có thể dẫn đến các lựa chọn phục hồi, mặc dù hấp dẫn về mặt thị giác, nhưng không thể hiện một cách trung thực tầm nhìn ban đầu của nghệ sĩ hoặc bối cảnh lịch sử mà tác phẩm được tạo ra.

Do đó, điều quan trọng là các nhà bảo tồn phải đánh giá một cách nghiêm túc các đề xuất do AI tạo ra để đảm bảo rằng bất kỳ phục hồi vật lý nào cũng tôn trọng tính xác thực và tính toàn vẹn của tác phẩm nghệ thuật gốc.

Tính nhạy cảm về văn hóa

Các hệ thống AI phải được thiết kế để tôn trọng các giá trị và truyền thống văn hóa. Việc giải thích sai hoặc xử lý không nhạy cảm các hiện vật văn hóa có thể dẫn đến những hiểu lầm hoặc xúc phạm về văn hóa. Ví dụ: một số màu sắc, biểu tượng hoặc vật liệu có thể có ý nghĩa cụ thể trong một nền văn hóa mà một hệ thống AI, thiếu hiểu biết sâu sắc, có thể giải thích sai. Chẳng hạn, một hệ thống AI được huấn luyện chủ yếu về nghệ thuật phương Tây có thể không hiểu đầy đủ ý nghĩa của các chủ đề và biểu tượng cụ thể trong các tác phẩm nghệ thuật phương Đông, dẫn đến các biểu diễn kỹ thuật số hoặc đề xuất phục hồi sai lệch.

Độ chính xác và độ tin cậy

Đảm bảo tính chính xác của các mô hình AI, đặc biệt khi xử lý các hiện vật và văn bản quý hiếm hoặc ít được nghiên cứu, vẫn là một thách thức đáng kể. Các hệ thống AI đôi khi có thể tạo ra lỗi hoặc hiểu sai, điều này có thể dẫn đến phục hồi không chính xác hoặc phân loại sai. 

Các mô hình này được huấn luyện trên các tập dữ liệu bao gồm một loạt các ví dụ, bao gồm cả các hiện vật hoặc văn bản phổ biến và quý hiếm, để giúp mô hình khái quát hóa một cách hiệu quả. Tuy nhiên, khi nói đến các hiện vật quý hiếm, có thể không có đủ dữ liệu để huấn luyện đầy đủ mô hình AI. Điều này có thể dẫn đến những thách thức như overfitting (quá khớp), trong đó mô hình trở nên quá chuyên biệt vào dữ liệu hạn chế mà nó đã thấy, hoặc underfitting (khớp thiếu), trong đó mô hình không học được các chi tiết cần thiết. Cả hai trường hợp đều có thể dẫn đến phục hồi không chính xác hoặc phân loại sai, do đó làm giảm hiệu quả của mô hình trong việc bảo tồn và giải thích di sản văn hóa.

Xu hướng AI trong tương lai trong bảo tồn nghệ thuật và di sản văn hóa

Tương lai của AI trong bảo tồn nghệ thuật và di sản văn hóa có thể dẫn đến những tiến bộ thú vị, có thể thay đổi hơn nữa cách chúng ta bảo vệ và tương tác với các hiện vật lịch sử. Khi công nghệ AI tiếp tục phát triển, chúng ta có thể mong đợi các ứng dụng phức tạp hơn trong các lĩnh vực như thực tế ảo, thực tế tăng cường và các thuật toán học máy nâng cao. Các công nghệ này sẽ cho phép trải nghiệm nhập vai và tương tác hơn nữa, cho phép mọi người trên khắp thế giới khám phá và đánh giá cao di sản văn hóa theo những cách chưa từng có.

Nhìn chung, việc tích hợp AI trong bảo tồn di sản văn hóa cũng có thể đóng một vai trò trong lĩnh vực du lịch. Các công nghệ AI đang được sử dụng để tạo ra trải nghiệm thực tế ảo và tăng cường (AR), giúp việc khám phá các địa điểm văn hóa trở nên sống động và giàu thông tin hơn. Ví dụ: khách du lịch có thể sử dụng các thuật toán thị giác máy tính do AI cung cấp để nâng cao trải nghiệm của họ trong các chuyến du lịch khám phá động vật hoang dã và thiên nhiên hoặc để truy cập thông tin chi tiết về các địa danh và tác phẩm nghệ thuật thông qua các tính năng tìm kiếm trực quan trên điện thoại thông minh của họ. 

Những điều cần ghi nhớ

AI đang chuyển đổi việc bảo tồn nghệ thuật và di sản văn hóa bằng cách tăng cường việc lập hồ sơ và phục hồi các hiện vật thông qua các công nghệ như thị giác máy tính và xử lý ngôn ngữ tự nhiên. Những tiến bộ này làm tăng khả năng tiếp cận và cung cấp những hiểu biết mới, nhưng điều cần thiết là phải giải quyết những thách thức như độ chính xác, sự nhạy cảm về văn hóa và bảo tồn tác phẩm gốc. 

Tuy nhiên, việc triển khai có trách nhiệm và sự hợp tác giữa các nhà công nghệ và các chuyên gia văn hóa là rất quan trọng để bảo tồn tính xác thực của di sản. Khi AI phát triển, nó mang đến những khả năng thú vị để đảm bảo rằng các thế hệ tương lai có thể đánh giá cao và học hỏi từ lịch sử văn hóa phong phú của chúng ta.

Tại Ultralytics, chúng tôi cam kết nâng công nghệ AI lên một tầm cao mới. Để khám phá các giải pháp AI tiên tiến của chúng tôi và theo kịp những đổi mới mới nhất, hãy xem kho lưu trữ GitHub của chúng tôi. Tham gia cộng đồng sôi động của chúng tôi và xem cách chúng tôi cố gắng giúp đỡ các ngành công nghiệp như xe tự lái và sản xuất! 🚀