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 hướng đi mới để bảo vệ và nghiên cứu các hiện vật lịch sử. Khi công nghệ số phát triển, AI đóng vai trò ngày càng quan trọng trong việc đảm bảo tính lâu dài 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 nên lịch sử của chúng ta.

Tầm quan trọng của việc bảo vệ các hiện vật lịch sử không thể được cường điệu hóa. Những hiện vật này không chỉ là báu vật nghệ thuật mà còn là những ghi chép lịch sử có giá trị cung cấp cái nhìn sâu sắc về xã hội, 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 trân trọng sự phong phú của lịch sử loài người. 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 phát hiện đối tượng , AI có thể xác định và ghi lại các đặc điểm của hiện vật văn hóa với độ chính xác đáng kinh ngạc, hỗ trợ bảo vệ và nghiên cứu chúng.

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

Ứng dụng 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 và tác phẩm nghệ thuật lịch sử được ghi chép, phục hồi và truy cập. Thị giác máy tính cho phép AI nâng cao việc lập danh mục và phục hồi di sản văn hóa bằng cách xác định chính xác các tác phẩm 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 nghiên cứu và giáo dục trên toàn thế giới có thể tiếp cận được. Với suy nghĩ đó, chúng ta 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 tác phẩm nghệ thuật bằng cách sử dụng các công nghệ mới như thị giác máy tính và máy học. Các 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 tác phẩm nghệ thuật, cho phép chúng phát hiện và giúp khôi phục màu sắc bị phai, lấp đầy các phần bị thiếu và sửa chữa hư hỏng. AI có thể xác định và mô phỏng màu sắc và kết cấu ban đầu, do đó giúp người bảo quản đưa ra 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 tác phẩm nghệ thuật, dự đoán khả năng xuống cấp và hướng dẫn các biện pháp phòng ngừa. Các mô hình như vậy được đào tạo trên các tập dữ liệu khác nhau chứa hình ảnh của các tác phẩm nghệ thuật khác, cả trong tình trạng tốt và những tác phẩm đã xuống cấp theo thời gian. Bằng cách học từ những ví dụ này, mô hình có thể nhận ra các mẫu cho thấy 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 tiến triển như thế nào. Ví dụ, nó có thể xác định các khu vực có nguy cơ nứt cao hơn hoặc màu sắc có khả năng phai trong điều kiện môi trường hiện tại.

AI cũng có thể giúp tạo ra các bản sao kỹ thuật số và tái tạo ảo các di tích lịch sử, mang lại trải nghiệm nhập vai đồng thời giảm thiểu tương tác vật lý với các hiện vật tinh xảo. 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 di tích lịch sử được thấy trong công trình được tiến hành tại 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 hỗ trợ để phân tích cẩn thận mặt tiền của di tích cổ đại này. Các thuật toán AI xác định tỉ mỉ các vết nứt , 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 quá trình 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 xử lý hình ảnh nâng cao bằng AI cải thiện khả năng đọc của các bản thảo đã 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 có thể đọc được bằng máy. 

Các hệ thống này cung cấp chức năng phân đoạn văn bản, tách văn bản khỏi các thành phần khác như hình ảnh hoặc đồ trang trí, đảm bảo chỉ xử lý được văn bản có liên quan. 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 có thể đọc được bằng máy.

Các hệ thống AI này được đào tạo bằng cách sử dụng các tập dữ liệu lớn và đa dạng, bao gồm các văn bản, chữ viết và ví dụ ngôn ngữ được số hóa từ nhiều giai đoạn lịch sử và ngôn ngữ khác nhau. Bằng cách học từ các tập dữ liệu mở rộng này, các mô hình có thể nhận dạng các chữ viết và ngôn ngữ khác nhau, cho phép biên dịch và diễn giải chính xác.

Tương tự như việc phục chế tác phẩm nghệ thuật, AI cũng có thể được sử dụng để tái tạo các phần văn bản bị mất hoặc bị 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 tập dữ liệu mở rộng của các văn bản tương tự từ cùng thời kỳ, ngôn ngữ và phong cách. Như đã trình bày trong bài nghiên cứu Phân tích định lượng về phong cách văn học , bằng cách phân tích các tập dữ liệu này, AI học được các mô hình ngôn ngữ, cụm từ phổ biến và sắc thái phong cách đặc trưng của tác giả hoặc thời đại ban đầu.

Sau khi được đào tạo, AI sử dụng 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 bản dựng lại hợp lý của các phần bị thiếu, dự đoán những gì có thể đã được viết ban đầu. 

Không cần phải nói, quá trình như vậy sẽ tăng cường việc bảo tồn, tạo điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu và đảm bảo bảo vệ di sản văn hóa lâu dài.

‍

Phát hiện tác phẩm nghệ thuật giả mạo

Một lĩnh vực khác của nghệ thuật mà AI đóng vai trò lớn là phát hiện hàng giả. AI đang trở thành đồng minh hữu ích khi nói đến việc tăng cường đáng kể khả năng phát hiện hàng giả thông qua các kỹ thuật phân tích và thuật toán 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 chỉ ra hàng giả. Các mô hình thị giác máy tính này phân tích các nét cọ, bảng màu và thành phần vật liệu, so sánh chúng với cơ sở dữ liệu của các tác phẩm xác thực đã biết, do đó phát hiện ra sự không nhất quán. 

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

Như được trình bày trong Dự đoán lão hóa của các mẫu di sản văn hóa dựa trên hình học vi mô 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, mài mòn bề mặt và thay đổi thành phần hóa học. Các thuật toán này được đào tạo trên các tập dữ liệu mở rộng chứa cả vật liệu có tuổi tự nhiên và vật liệu có tuổi nhân tạo, cho phép chúng phân biệt giữa lớp gỉ đồng thật và các kiểu đồng nhất hoặc không đồng nhất thường thấy ở đồ giả.

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 với sự đánh giá của chuyên gia để tính đến các sắc thái và sự phức tạp của biểu đạt nghệ thuật. Một điều chúng ta có thể chắc chắn là phát hiện tác phẩm nghệ thuật giả mạo do AI điều khiển là 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 việc 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 thách thức đặc biệt cần được giải quyết, bao gồm:

Bảo tồn tác phẩm gốc

Khi sử dụng AI trong quá trình phục chế tác phẩm nghệ thuật gốc, một thách thức đáng kể nằm ở việc duy trì sự cân bằng tinh tế giữa việc nâng cao chất lượng 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 chế. Ví dụ, nếu một mô hình AI được đào tạo trên một tập dữ liệu rộng không thể hiện chính xác phong cách hoặc kỹ thuật cụ thể của nghệ sĩ gốc, thì các bản dựng lại 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 chế, mặc dù hấp dẫn về mặt thị giác, nhưng không thể hiện 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 người bảo tồn phải đánh giá nghiêm túc các đề xuất do AI tạo ra để đảm bảo rằng bất kỳ hoạt động phục chế vật lý nào cũng tôn trọng tính xác thực và toàn vẹn của tác phẩm nghệ thuật gốc.

Nhạy cảm văn hóa

Hệ thống AI phải được thiết kế để tôn trọng các giá trị và truyền thống văn hóa. Việc hiểu sai hoặc xử lý thiếu tế nhị các hiện vật văn hóa có thể dẫn đến hiểu lầm hoặc xúc phạm văn hóa. Ví dụ, một số màu sắc, biểu tượng hoặc vật liệu nhất định có thể có ý nghĩa cụ thể trong một nền văn hóa mà hệ thống AI, thiếu hiểu biết sâu sắc, có thể hiểu sai. Ví dụ, một hệ thống AI được đào tạo 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 sai lệch hoặc các đề xuất phục chế.

Độ chính xác và độ tin cậy

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

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

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

Tương lai của AI trong bảo tồn di sản nghệ thuật và văn hóa có thể dẫn đến những tiến bộ thú vị có thể biến 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 tinh vi hơn trong các lĩnh vực như thực tế ảo, thực tế tăng cường và các thuật toán học máy nâng cao. Những công nghệ này sẽ cho phép trải nghiệm nhập vai và tương tác nhiều 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 vào việc bảo tồn di sản văn hóa cũng có thể đóng vai trò trong lĩnh vực du lịch . Các công nghệ AI đang được sử dụng để tạo ra các trải nghiệm thực tế ảo và thực tế tăng cường (AR) giúp việc khám phá các địa điểm văn hóa trở nên hấp dẫn và bổ ích hơn. Ví dụ, khách du lịch có thể sử dụng các thuật toán thị giác máy tính hỗ trợ AI để nâng cao trải nghiệm của họ trong các chuyến tham quan thiên nhiên và động vật hoang dã 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 lưu ý

AI đang chuyển đổi nghệ thuật và bảo tồn di sản văn hóa bằng cách tăng cường ghi chép và phục hồi 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 các thách thức như tính chính xác, nhạy cảm về văn hóa và bảo tồn tác phẩm gốc. 

Nói như vậy, việc triển khai và hợp tác có trách nhiệm giữa các nhà công nghệ và chuyên gia văn hóa là rất quan trọng để bảo tồn tính xác thực của di sản của chúng ta. 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 đưa công nghệ AI lên tầm cao mới. Để khám phá các giải pháp AI tiên tiến của chúng tôi và theo kịp những cải tiến mới nhất của chúng tôi, hãy xem kho lưu trữ GitHub của chúng tôi. Tham gia cộng đồng sôi động của chúng tôi và xem cách chúng tôi nỗ lực giúp đỡ các ngành công nghiệp như xe tự lái và sản xuất ! 🚀