AI为水下考古“提速”:从采样、打捞到保护的“智能化”
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11月21日,长江口横沙水域,中国水下考古迎来了一次历史性突破。我国迄今水下考古发现的体量最大、保存最完整的古代木质沉船——“长江口二号”古船终于初露真容。这次成功打捞背后,凝聚了考古人的智慧与经验,更是“水下沉船自动识别辅助系统”、全球首艘“智能化采样无人艇”、“机器人水下考古装备”等硬核科研成果“组团出击”的成果。

崔勇

长江口二号古船的发掘与保护,是极具代表性的利用AI技术赋能水下考古的案例,近日,广东省文物考古研究院副院长崔勇参加了“长江口二号”古船的科研座谈和经验分享。“长江口二号古船是中国少有的开展普查性调查时发现的保存完好的古船”,他告诉记者,早期探测和打捞出水,离不开AI技术的一套“组合拳”。 

“长江口二号”古船三维模拟图

崔勇介绍,由于“长江口二号”沉船被发现的区域是在长江入海口,水质泥沙含量大,船体周围泥沙淤积较厚,虽然对沉船的船体有比较好的保护作用,但由于能见度差,对于水下考古的考验依然比较大,现有的摄影、录像、绘制图片都受到影响。“整个长江口的水质特别浑浊,蛙人把手放在眼睛前面,什么都看不到。”

最终,考古专家们决定通过水上和水下三维扫描的方式来获取更多信息,“比如在水下,利用声呐技术传回的声波的点位,形成点云数据,从而可以做出一个三维的点位图结构,再通过整体打捞,获取更多沉船的信息量。”

“长江口二号”古船多波束声呐图

如何获取更清晰的水下图像?从2014年起,上海大学、华东师范大学、复旦大学等高校便组建了“长江口二号”沉船研究团队,长期参与沉船探测与保护项目,先后研发出“水下沉船自动识别辅助系统”、全球首艘“智能化采样无人艇”、“机器人水下考古装备”等硬核科研成果,并为“长江口二号”古船的水下考古工作开启“智能化”时代:

如“精海6号”智能化采样无人艇,可以从多个角度获取沉船及周围环境的宝贵数据资料,如不同水深的泥沙淤积情况、水质情况、船体样品等,并通过水下摄像装置结合浑浊水域智能图像增强技术和声呐图像智能判读技术,帮助考古专家在浑水环境中“一窥”古船真面目;海底洋流“波浪能”技术则能为长时间监测文物的水下设备“充电”;以及通过AI模拟水域变迁、解密“长江口二号”古船沉没原因……

而在打捞过程中同样使用了智慧打捞监控系统,通过影像系统,打捞人员可以实时监控打捞的相关数据,如保护古船打捞的“弧形梁”姿态是否发生碰撞;打捞进度如何等;通过部署的感知系统,专家还可以用三维动画的仿真方式看到整个古船打捞的实时状态。 

“做考古,比起采集资料的能力,重要的还有消化资料的能力。”崔勇说。如今随着“长江口二号”古船平稳进入上海船厂旧址1号船坞内,古船也将进入考古发掘、文物整体保护和博物馆建设规划的新阶段。据崔勇透露,此前专家已为“南海I号”古船开展云数据采集成立了一个专属的测绘数据库,其背后是一个容量达47T的服务器,等待后续与“长江口二号”古船共享和运用。而目前“长江口二号”古船的考古人员也已采集到不少精确到毫米级的数据,这些数据也将继续揭开“长江口二号”古船的神秘面纱。

文/广州日报·新花城记者 程依伦

图/广州日报·新花城记者 程依伦

视频/广州日报·新花城记者 程依伦

广州日报·新花城记者 蔡凌跃