据航天科技集团五院529厂介绍,这款“机器人”是能够搭载高能电子束辐照灭菌装置的可移动消杀装备。它可以灵活穿梭于各个消杀站点,通过机械臂实现末端的上下及俯仰,在保护文物安全的前提下,对壁画进行全覆盖、无死角的消杀,让隐身的有害微生物无处遁形。
用于壁画保护的航天“机器人”新华社摄
壁画的发展与不同民族在各个历史时期的生活习俗、宗教、哲学、美学观念等紧密相连。同时,壁画的制作也与当时社会的政治、经济、文化、技术发展水平相适应,因此古代壁画极具历史、艺术、科学技术价值。壁画艺术也因此而被称为“墙壁上的博物馆”。壁画保护也始终是我国文物保护领域中的重点与难点。
壁画可大致分为石窟壁画、墓葬壁画及寺观壁画。由于墓葬壁画常年深埋地下,大量微生物在高湿度的环境下滋生,加速了壁画的退化,再加上墓室空间一般比较狭小,在清理和保护时若稍有不慎,就会对壁画造成二次伤害,因此,墓葬壁画的保护难度最大。
经过我国文物保护工作半个多世纪以来的实践,截至目前对于墓葬壁画普遍采取的保护方法主要有两种形式,即原址保护和迁址保护。具体有原址保护、搬迁保护、揭取保护、临摹照相提取资料等多种方式。
墓葬壁画的原址保护,经历了近半个世纪的不断探索,也已经取得了很多技术进步。自20世纪70年代开展对部分墓葬壁画的原址保护工作,尤其是80年代以来,从墓葬壁画本身研究到保护技术,以及保护理念方面都有了大幅的提高,改变了以前揭取或回填保护方式。
为了更好的保护墓葬壁画,2020年,敦煌研究院牵头成立了国家重点项目之一“墓葬壁画原位保护关键技术研究”。应有关课题组邀请,航天科技集团五院529厂承研能够搭载高能电子束辐照灭菌装置的可移动消杀装备。研制过程中,529厂研制团队本着对历史高度负责的态度,采用一系列先进技术,克服了壁画本体脆弱、墓室甬道狭小、穹顶结构复杂、地下湿度高、地面凹凸不平等应用环境难题,圆满完成了研制任务,实现了可移动机器人装备研制技术在文物保护和智能检测及消杀领域的延伸应用。
徐显秀墓墓主人出行图
当文物保护遇上现代科技
2008年7月的一天,一辆加长的白色厢式货车静静地停在西安庞留唐代墓葬发掘现场,车身上的黑色大字格外醒目——文物出土现场保护移动实验室。
炎炎烈日下,研究人员们紧盯着一块屏幕,上面显示温度、湿度、各种气体浓度的数据不断变化,而传回这些数据的正是移动实验室搭载的考古机器人,它正在未打开的古墓内部进行预先探测。
这是我国有史以来首次探明封闭墓葬文物埋藏环境的温湿度参数。机器人携带的摄像头还发现了墓葬内存在壁画等珍贵文物。这样的智能化预先探测在我国之前的考古工作中从未有过。国家文物局科技保护专家组组长王丹华说:“这不仅有利于考古人员的人身安全,而且对于重要文物出土后保存条件的研究,也将提供重要参考依据。”
由于长期处于封闭状态,古墓墓室内形成了独特的生态环境:尸体和其他物质日渐腐败朽烂,消耗尽空间内的氧气,同时产生各种有害气体,譬如二氧化碳、硫化氢、二氧化硫、甲烷等,一些墓葬还有可能存在汞蒸气。
此外,地下阴暗潮湿的环境也会产生一些微生物。如果在正式发掘前能预先探查清楚墓葬内的“小环境”,判断发掘价值,并采取必要的防护措施,就能规避或降低考古人员进入墓穴的风险。
中国第一台考古机器人《中华遗产》2015年6月
考古机器人也称“考古发掘现场智能预探测系统”——整个系统由远程监控端、机器人及传输线缆组成。这部“履带车体式”机器人,集成了
视频采集及气体传感等环境检测功能模块,其履带具有防水功能,可在-26°至30°的坡面稳定行驶。机器人本体还可简便拆装为“直列式”以应用于垂直的发掘探孔。
随着科学技术的发展,机器人填补了在考古中狭小危险地带有效勘测的空白,不仅使得探查人力无法到达的空间成为可能,也保障了人们的安全。考古工作环境常常是非结构化环境,文物也具有唯一性和不可再生性,在种种机器人移动结构中,仿生式有着良好的应用前景。随着机器人技术日益成熟,新型考古机器人也将不断涌现。