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Multimodal Scanning of Cultural Heritage Assets for their multilayered digitization and preventive conservation via spatiotemporal 4D Reconstruction and 3D Printing

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«Surrogati digitali» assistono nella salvaguardia degli artefatti culturali

Un team di scienziati finanziati dall’UE ha sviluppato tecnologie che sfruttano l’intelligenza artificiale per l’opportuna salvaguardia degli artefatti culturali utilizzando simulazioni del modo in cui gli oggetti subiscono il passare del tempo.

Economia digitale
Società

Il progetto Scan4Reco, finanziato dall’UE, ha sviluppato un sistema all’avanguardia che crea «surrogati digitali» degli artefatti culturali, analizzando la condizione originale dell’oggetto strato per strato al fine di assistere nelle opere di restauro e nella prevenzione di un ulteriore deterioramento. «In primo luogo, mediante l’impiego di telecamere in grado di effettuare scansioni approfondite abbiamo creato una riproduzione tridimensionale ad alta risoluzione inserendo la maggior quantità possibile di elementi all’interno di file digitali. Successivamente, abbiamo aggiunto informazioni sugli strati sottostanti dell’oggetto», afferma il dott. Anastasios Drosou, vice coordinatore del progetto e ricercatore presso l’Information Technologies Institute del Centre for Research and Technology Hellas di Salonicco, in Grecia. I dati dei sensori forniscono informazioni dettagliate sui diversi strati non visibili ad occhio nudo, consentendo di realizzare un’analisi non invasiva di affreschi, dipinti, oggetti metallici e statue ed eliminando la necessità di prelevare campioni dalla superficie, un’operazione che può danneggiare gli artefatti. «I sensori altamente specializzati utilizzati nel settore della conservazione effettuano un’analisi diagnostica non distruttiva dei diversi strati che equivale a quelle chimiche più distruttive», spiega il dott. Drosou. Dato che le tecnologie fotografiche tridimensionali sono in grado di acquisire informazioni provenienti esclusivamente dallo strato visibile più esterno, «per aumentare la precisione della ricostruzione, il partner di progetto BWTEK ha sviluppato un sensore doppio Raman utilizzando la spettrografia» per una scansione approfondita a elevata sensibilità che va oltre l’attuale stato dell’arte, afferma il dott. Drosou. Il progetto ha inoltre ideato un sistema di struttura a griglia meccanica per garantire una scansione robotica precisa di tutte le parti degli oggetti. Grazie a questa analisi dettagliata e stratificata del «surrogato digitale» è possibile individuare le aree soggette a deterioramento. Effetti dell’invecchiamento sugli artefatti I dati dei sensori vengono combinati con tecnologie di modellizzazione predittiva che sfruttano l’intelligenza artificiale e gli algoritmi di apprendimento profondo simulano i cambiamenti nell’aspetto dell’artefatto con il passare del tempo. «Abbiamo creato diversi gruppi di materiali di base, come ad esempio rettangoli di tinta, e li abbiamo collocati in una camera di invecchiamento per accelerare il processo di deterioramento», afferma il dott. Drosou. Questa procedura è stata compiuta impiegando pigmenti speciali in uso nell’epoca bizantina e materiali metallici, principalmente argento e bronzo, al fine di ottenere misurazioni dei cambiamenti subiti dai diversi materiali con il passare del tempo, con o senza l’attuazione di interventi. In base ai conseguenti risultati, il progetto ha creato una banca dati su larga scala disponibile al pubblico. Sono stati inoltre sviluppati sistemi supportati da intelligenza artificiale per eseguire i vari trattamenti volti a porre rimedio ai difetti riscontrati. I responsabili della conservazione «sono in grado di intervenire in qualsiasi momento durante la simulazione, applicare le modifiche e far continuare la simulazione per mostrare gli effetti dell’invecchiamento», spiega il dott. Drosou. «Il nostro sistema scansiona il reperto, rileva automaticamente i difetti e produce in automatico un testo in linguaggio naturale che suggerisce alcune azioni che i responsabili della conservazione possono intraprendere per prevenire potenziali danni futuri o per ridurre al minimo i danni esistenti», aggiunge. Per esempio, se il sistema rileva un graffio o un’area soggetta a scolorimento in un dipinto «esso suggerirebbe loro (i responsabili della conservazione) di utilizzare una specifica sostanza chimica sul graffio o di applicare della tinta o un detergente apposito sull’altra area». Sistema prototipo Un prototipo è stato testato sul campo presso il laboratorio di conservazione Opificio delle Petre Dure di Firenze, specializzato in reperti metallici, e presso l’Ormylia Foundation, un centro di diagnostica artistica greco specializzato nella salvaguardia di reperti bizantini. Esso combina i sensori specializzati, i driver dei sensori, l’unità di elaborazione per gli algoritmi specifici di intelligenza artificiale e gli elementi di scansione robotica avvalendosi dei riscontri ricevuti dall’Italia e dalla Grecia allo scopo di migliorare il sistema prima di passare alla fase di commercializzazione. Il progetto ha anche dato origine a un museo virtuale il quale, creato da architetti professionisti al fine di richiamare il più possibile la sensazione di trovarsi in un vero museo, ospita le riproduzioni digitali studiate nel corso del progetto.

Parole chiave

Scan4Reco, bizantino, patrimonio culturale, cultura, dipinti, restauro, statue, opere d’arte, artefatti, intelligenza artificiale

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