“長(zhǎng)江口二號(hào)”水下考古催生多少“黑科技”

新華社上海11月21日電  題：“長(zhǎng)江口二號(hào)”水下考古催生多少“黑科技”

新華社記者孫麗萍、丁汀

采用世界首創(chuàng)的“弧形梁非接觸文物整體遷移技術(shù)”, 我國(guó)迄今水下考古發(fā)現(xiàn)的體量最大的木質(zhì)沉船——長(zhǎng)江口二號(hào)古船21日在長(zhǎng)江口水域成功實(shí)施整體打撈。

在尋找和打撈長(zhǎng)江口二號(hào)古船過程中，科學(xué)家們跨界“組團(tuán)出擊”，以硬核科技賦能中國(guó)水下考古，催生出不少技術(shù)創(chuàng)新：“精海”系列無人艇，智能探測(cè)長(zhǎng)江口二號(hào)古船位置、掩埋情況、周圍環(huán)境；采集海底極其微弱的“波浪能”，為長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)保護(hù)長(zhǎng)江口二號(hào)古船及船載文物的水下裝備充電；用計(jì)算機(jī)模擬長(zhǎng)江口水域的“滄海桑田”，嘗試解密長(zhǎng)江口二號(hào)古船沉沒原因……

水下考古環(huán)境復(fù)雜、難度極大。長(zhǎng)江口水下渾濁不清，幾乎拍不到任何有價(jià)值的文物圖像信息，給考古團(tuán)隊(duì)帶來了巨大挑戰(zhàn)。

2014年，負(fù)責(zé)長(zhǎng)江口二號(hào)古船項(xiàng)目的上海文物保護(hù)研究中心副主任翟楊向上海大學(xué)無人艇工程研究院發(fā)出請(qǐng)求：“能不能給我們做一個(gè)智能的水下攝像系統(tǒng)，在長(zhǎng)江口非常渾濁的水域里也可以拍到海底的文物？”

隨后長(zhǎng)達(dá)8年的時(shí)間里，執(zhí)掌上海大學(xué)無人艇工程研究院的“80后”女將彭艷帶著一支50多人的研究團(tuán)隊(duì)迎難而上，陸續(xù)研發(fā)出“水下沉船自動(dòng)識(shí)別輔助系統(tǒng)”、全球首艘“智能化立體采樣無人艇”及“機(jī)器人水下考古裝備”等科研成果，不斷向前拉動(dòng)長(zhǎng)江口二號(hào)水下考古“進(jìn)度條”。

然而，當(dāng)拍攝的水下視頻傳回來時(shí)，發(fā)現(xiàn)視頻里的青花瓷、陶罐模模糊糊，只能看出個(gè)輪廓，根本看不到顏色、紋飾等細(xì)節(jié)。怎么辦？

上海大學(xué)無人艇工程研究院總工程師李曉毛擅長(zhǎng)圖像處理，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，他終于找到了增強(qiáng)圖像的方法。用上這個(gè)新技術(shù)，水下拍攝的青花瓷器圖像瞬間變得清晰。

彭艷團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)的另一項(xiàng)科研突破是破解了超低頻能量收集的國(guó)際性難題，把海底洋流的“波浪能”高效收集起來，利用環(huán)境動(dòng)能為海底的文物監(jiān)測(cè)設(shè)備供電，從而實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、不間斷地對(duì)海底文物進(jìn)行監(jiān)測(cè)保護(hù)。

“在探摸長(zhǎng)江口二號(hào)古船的幾年中，我們發(fā)現(xiàn)了一種叫‘電磁突變’的現(xiàn)象，把海底波浪能的能量密度整整提升了47倍。現(xiàn)在，我們的設(shè)備在水下監(jiān)測(cè)文物，只需要配上手機(jī)充電器大小的充電裝置，就可以實(shí)時(shí)收集海底波浪能，長(zhǎng)時(shí)間帶電工作了。”彭艷說。

上海大學(xué)無人艇工程研究院和人工智能研究院還為長(zhǎng)江口二號(hào)古船量身定制了“精海6號(hào)”環(huán)境探測(cè)無人艇，在艇肚子里攜帶了80厘米直徑的圓柱形“采樣蛋寶寶”，到作業(yè)區(qū)域后自動(dòng)布放到沉船區(qū)域采集數(shù)據(jù)。

彭艷是國(guó)家杰出青年科學(xué)基金獲得者，她帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)年齡梯度從“60后”到“90后”，一直奮戰(zhàn)在我國(guó)海洋一線，是一個(gè)多學(xué)科交叉融合的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，其中包括控制工程、人工智能、機(jī)械、計(jì)算機(jī)科學(xué)、力學(xué)、數(shù)學(xué)等眾多學(xué)科門類。

彭艷介紹說，目前上大團(tuán)隊(duì)正在加快構(gòu)建水下考古人工智能知識(shí)圖譜。“這種人工智能的水下考古知識(shí)譜系，會(huì)存儲(chǔ)與中國(guó)歷史、人文、地理、海洋以及文物相關(guān)的海量大數(shù)據(jù)。人工智能可以自己分析整合各種圖像、文本、視頻、文字，像福爾摩斯一樣為水下考古挖掘整理各種線索。”

她暢想，未來的水下考古再也不是一個(gè)高度危險(xiǎn)和枯燥的行業(yè)，而是高度智能化的——人工智能可以建議水下考古工作者去哪里尋找有價(jià)值的沉船；包括無人艇隊(duì)、無人機(jī)等在內(nèi)的“人工智能考古大軍”可以自動(dòng)搜尋確認(rèn)海底目標(biāo)……人工智能還可以應(yīng)用元宇宙技術(shù)讓觀眾沉浸式感受水下考古全過程，仿佛身臨其境進(jìn)入考古現(xiàn)場(chǎng)。

“當(dāng)人工智能科技碰撞考古學(xué)科，一切皆有可能。”彭艷說。