文物的保护、修复牵动人心，大批量新发掘出土的文物亟待修复，现有修复人员却难以及时完成如此繁重的任务，这也许是当下整个考古学界面临的难题。近年来，科技赋予考古的能量越来越大，当考古遇上AI，又会碰撞出什么火花？
文物虚拟修复受到重视
日前，四川省文物考古研究院与腾讯SSV数字文化实验室顺利签约，正式启动项目合作，双方围绕文物考古行业普遍存在的文物修复与考古绘图方面的共性难点，以三星堆为试点，尝试通过人机协同AI智能的方式辅助文物修复工作。
据悉，此次合作将在保留文物出土信息的基础上，利用计算机视觉、AI技术突破传统保护修复手段的局限性，以移动传送形式实现文物及其碎片信息采集、整理的智能化协同，为文物考古专家进一步研究提供协助，为文物的认知、保护、复原、研究、展现和传播提供更丰富的技术选择，助推中华文明考古探源工程。
“2020年，四川省文物考古研究院启动了三星堆祭祀区新一轮考古发掘。截至2022年11月，新发现的6座祭祀坑共出土编号文物17000余件，完整器物4800余件。”在签约仪式现场，四川省文物考古研究院党总支书记、院长唐飞介绍，目前考古工作已由田野转向室内，全面开启文物修复、整理和研究工作。大量残缺、开裂、变形、腐蚀严重的出土文物需要及时进行清理、拼接、整理和保护修复，任务非常繁重。“传统修复受限于文物保护原则和修复力量短缺的制约，无法快速对文物价值进行充分挖掘。虚拟修复可以在不干预文物实体的前提下，根据不同的研究和修复目的进行多种表达和展示，满足不同受众和场景需求。因此，文物虚拟修复与展示越来越受到业内重视。”
首期试点修复顶尊跪坐人像
“在此次合作之中，我们主要负责文物的修复和绘图。”腾讯PCG ARC实验室负责人单瀛介绍，出土文物的拼装工作非常繁琐，但借助于虚拟手段，可以让这个过程变得高效。“譬如文物在坑里时，一些碎片有些变形，以前都是要靠人工去拼装。但我们可以通过虚拟手段，把每个小碎片进行数字化，通过各种AI算法，包括深度学习等一些方法，找到相应的衔接点，像滚雪球一样把碎片拼接起来。”
单瀛说，有时因为时间和自然力的缘故，一些文物的碎片可能会有残缺，甚至有的碎片无法找到了。“这时，就需要用到一些机器生成的方法。本来是需要考古专家去‘脑补’的，但是通过AI技术的能力，可以更好地去猜测和补全，比如说通过对称性之类的方法，把缺失的部分想象出来。”
在签约现场，四川省文物考古研究院科技考古中心主任刘志岩说，AI智能是当下科技考古非常需要的技术。譬如在文物保护工作方面，以往考古人员完全依靠手工拼对，如果能依靠AI智能进行学习，提升拼对的效率和准确度，这对考古工作来讲，无疑是一个很大的推动。“不光在文物保护领域，在寻找遗址发现文物的过程中，我相信数字化也是一个有很高应用场景的科学技术。譬如通过数字化，我们可以分析地形地貌，判断哪些地方更容易有古代遗址的分布。还有考古研究方面，通过数字化技术，对文物微观特征的识别，让我们对文物本身有一个更深刻的认知。”
据介绍，目前技术团队基于经典三维形状分析的算法，已在少量现有公开的文物数据集上打通流程，初步验证AI算法对文物修复拼接具备可行性，下一步将获取更多其他文物数据进行测试。同时，基于三维深度学习的碎片拼接算法，在完整双碎片拼接任务中取得一定效果，精度在仿真数据集上处于学界算法的领先地位，下一步可拓展到多碎片实验中。“我们的首期试点，是修复三星堆三号坑出土的顶尊跪坐人像和8号坑的青铜大神兽。在这里面我们采用了补全算法和矫形算法，同时也采用了人工交互的数字化修复环节。”单瀛介绍。
