21世纪最时髦的技术，改变的不仅是未来，在被称为“最古老的研究”的文物与博物馆界，感受到的变化可能更加显著。

　　文化遗产与传承信息技术研究中心主任张加万团队历时10年，用物联网、大数据、人工智能等现代信息技术，致力于让沉睡的文物“活”起来、传下去。这群每天与计算机打交道的科学家，加入了人类文化遗产守护者之列。

　　时间是者们最大的敌人。他们必须与变化多端的气候、难以预知的自然灾害“作战”。比这更“”的，是接踵而至的观赏者。对于那些已经极其脆弱的文物而言，哪怕是游客脚步带来的震动，或是呼吸产生的湿气，都可能对它们造成不可逆转的。

　　人们一直在寻找两全的办法，既要让老祖和大自然留下的文明瑰宝能让更多后人亲眼见到、亲身感受；又不能使其受到分毫损伤。

　　现代科学技术成为解开难题的钥匙。“智慧博物馆”和“文物预防性技术”是张加万团队致力研发的两大神器，他们试图用现代信息技术架起一条“时间隧道”，让历史与未来的跨时空对话，让中自然和文化的DNA得以存续，并源源不断地激发出更丰富、更有意义的文明财富。

　　大大小小的博物馆中，珍藏着人类最精华的智慧和最绚烂的艺术。遗憾的是，由于场地和条件的种种，仅有极少一部分能呈现在人们面前。

　　“即使在一些规模较大的馆，能陈列出来示人的，不足百分之一。”张加万走访了国内许许多多博物馆，看得越多，越觉得自己“待不住了，感觉欠账太多”。他注意到，一般来说，一座博物馆能展示出来的文物只是不过几千件，“那么多好东西，老百姓能看见的不过九牛一毛”。

　　他擅长的信息技术，能帮助博物馆“尽可能地”，“物理空间有限，可网络空间无限啊”。把博物馆的藏品放到网上，此前也有人尝试，称之为虚拟博物馆、数字博物馆；但张加万心目中理想的博物馆，应该是有生命的，会思考、能学习，更重要的是拥有互联网时代的思维方式——、共享、互动。

　　他决心用一套智能化解决方案让那些“沉睡”的博物馆苏醒，即通过充分运用云计算、大数据、物联网、移动通信等新一代信息技术，、分析、处理博物馆（群）运行的各项关键信息，实现智慧管理、智慧、智慧服务三大能力全面提升的博物馆发展模式。

　　事实上，科技和文化的牵手，已经让博物馆变得有趣起来。团队参与建设的故宫端门数字馆，是全国第一家将古代建筑、传统文化与现代科技融合的全数字化展厅。团队用增强现实技术还原了曲水流觞的生动场景。游客不仅可以游戏其中，还能当一回王羲之现场书写《兰亭集序》，而计算机则帮助人们模拟出水墨渲染的逼真效果。“当时游客天天都排长队体验”，张加万清楚，类似的人机交互、虚拟现实和增强现实等设备，以及全息技术、全景技术、3D图形学等技术，正在让越来越多的人对神秘的博物馆产生了兴趣。

　　而智慧博物馆不仅是技术层面的转型升级，而是让博物馆更像一个真正的“人”。天大团队将智慧博物馆的特质概括为：知识渊博、善解人意、擅长表达和精明强干。

　　今后走进博物馆，你只需要一个AR眼镜。你看到一幅心动的画，眼前会自动弹出跟这幅画相关的资料，应有尽有。你可以边走边跟眼镜聊天，随时提出自己的疑问并得到解答。走到一个残缺不全的文物面前，它会立即生成全息3D动画复原，你可以伸出手360度仔细端详它，虽然它始终没离开橱窗。你甚至不用跋涉千里，眼前的壁画和光影，与敦煌莫高窟洞窟所见，别无二致。

　　并不是文物“会动”了，就是“活”起来了，要让博物馆真正智慧起来，必须要有一个智慧的“大脑”。张加万意识到，知识工程领域的知识图谱，能帮助博物馆变得聪明；建立一套文物领域的知识图谱，好比是给博物馆装上大脑。

　　知识图谱是现代信息科学中的概念。简单说，这是一种让机器读懂数据的方法，即把一个个互不相干的知识，找到彼此关联性并据此连成一个“语义网络”，这对机器而言就是图谱。当下最红的人工智能技术，正是借助知识图谱，让机器学会自己学习。

　　这正是传统的博物馆所欠缺的。一直以来，博物馆解说陈旧呆板、套化，让人难以提起兴趣，正是文物信息碎片化、缺乏关联性所致。很多文物展品，仅有短短几个字的简单注释，往往只解释了“是什么”，而关于其“怎么来的”等相关历史文化背景却无从知晓，“事实上，每一件文物背后都有可无限延展的故事；不同的人看，也会有不同的理解”。

　　正如人们习惯于一有问题就请教“度娘”，张加万团队希望建立起文物领域的搜索引擎。不同于普通的搜索引擎，文物领域的知识非常特殊，专业知识大多仍留存在行业内部，只有部分专家学者掌握，而一旦建立起文物知识图谱，可以将海量、多源、异构的文物领域数据，包括文物本体、、历史文献、考古资料、研究、网络数据等，通过利用自然语言处理、大数据分析、文献计量学、软件科学等组织起来，便于文物知识的表达和呈现。

　　“这些信息不仅要整理出来，还有可计算、可检索”，张加万说，这需要摸索出一套适合中国文物知识图谱的规范，有了这个聪明的大脑，便打通了博物馆之间有形的界限，让资源无限共享，进而从文物角度关联整个中国历史文化。

　　在此基础上，可以根据观众的喜好、时间，设计个性化游览线；以及采用最适宜的高新技术用于展示和等。

　　目前该团队正与山西省博物院、湖南省博物馆等中国最好的文物和博物馆专家密切合作，系统开展文物知识图谱的构建与文物知识平台的建设。

　　除了珍藏在博物馆的奇珍异宝，还有许许多多古文化遗址、古建筑、石窟壁画等不可移动文物散落在中国从南到北各个角落里，它们是“活”的历史再现。据统计，全国不可移动文物超78万处，而风化、风蚀、雨蚀以及人为，甚至空气中的水分，都是它们每天都要面临的敌人。

　　因为缺乏预防技术，即使敦煌壁画、秦始皇陵兵马俑等极其宝贵的文物，尽管被施以非常严格的措施，依旧多多少少会出现病害。“抢救性往往为时已晚”，张加万告诉记者，预防性的在文物界早有人提出，但一直苦于找不到适合的办法。

　　“以前主要依赖实验室模拟研究，却难以模拟真实赋存中的多要素耦合效应”，张加万说，任何一种症状出现的背后往往有许多复杂因素，而此前由于缺乏检测手段和数据，一直找不到文物本体与风险源之间的关联性。

　　针对当前文物工作的瓶颈，该团队研发出以“文物本体与风险源关联模型”为核心的预防性技术。同样的技术已经在敦煌研究院、颐和园、拉卜楞寺等遗产地开始应用。

　　团队与敦煌研究院合作，选取了11个洞窟、47个监测点，开始持续性壁画和彩塑文物本体年度监测。采用相机位姿精准重定位、光照主动重现技术以及自主研发的监测平台，充分考虑此类文物易出现的4种典型病害，包括疱疹、酥碱、起甲、裂隙，以及病害严重等级、洞窟南北和层级分布以及状态等因素，通过微变监测技术对本体产生的微小变化进行准确与测量；同时借助图像分析、机器学习与摄影测量学等相关技术，对本体中的4类病害进行了多尺度量化分析。

　　经过对敦煌莫高窟2014年至2016年部分壁画监测和分析后，团队首次发现了一年短周期内的0.1毫米级壁画本体细微变化。这一结果被文物领域权威专家普遍认为属于该领域实质性突破。

　　“通过比对前后变化，才知道壁画是怎么坏的”，张加万说，“以前只监测，没有监测文物本体，本体和之间相互作用机理一直困扰着大家”，这套技术正是要找到应对风险的径，“我们要建立一个、分析、评估、响应的集成平台”。

　　身处沙漠地区的敦煌莫高窟在2011年、2012年了前所未有的洪水，令所有人始料不及。2012年，张加万团队开发的首个“世界文化遗产地风险管理与决策支持系统”在莫高窟得到示范应用，对洪水等重大自然灾害风险、震动风险，以及缓慢的变化、游客风险管理等进行系统监测和分析，“莫高窟附近地区突降暴雨，监测系统会自动根据降雨情况计算出洪水的方向、水量、速度，并推荐最合理的处理方案，确保洞窟万无一失”。

　　如今，这支20多人、平均年龄30岁的团队马不停蹄地奔走在全国各地，用现代信息技术守护着人类文明的DNA，“感觉时间再多都不够用，要做的事情太多”，张加万希望更多的自然科学研究者加入其中，把现代科技融入文物博物馆领域，“像是为人类打开了一个新世界”。

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