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      4. 2024年高能新聞
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        【新春走基層】在這里,航天技術守護穿越千年的藝術——航天科技集團五院研制智能裝備讓墓葬壁畫保持“不老容顏”
        文章來源:鄧雨楠  2024-02-16
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        寒冬臘月,遠在我國西北大漠深處的敦煌最低氣溫已達零下20攝氏度。伴隨晨光熹微,很多游客來到世界文化遺產莫高窟參觀游覽。天南海北的口音中,交織著人們對千年文化藝術的向往。

        數十年來,一代又一代文物保護工作者迎著大漠風霜和漫漫黃沙,日復一日、年復一年守護著敦煌文物。如今,文物保護工作日益呈現信息化、數字化特征,航天技術也在文物保護領域“大顯身手”,守護著古老的文化遺產。

        春節前夕,記者前往敦煌研究院,在多場耦合實驗室的模擬墓葬中了解到航天智能機器人在墓葬壁畫保護中的應用。

        墓葬壁畫保護新思路——造一個機器“消殺員”?

        敦煌研究院保護研究所副研究館員張化冰介紹,壁畫可大致分為石窟寺壁畫、墓葬壁畫、殿堂壁畫及館藏壁畫。

        通常情況下,墓穴一經發掘后,墓葬壁畫保存的原有環境平衡就被打破,自然光照、溫濕度波動、微生物和有害氣體等因素都會對墓葬壁畫造成一定影響。

        對文物保護工作者來說,墓葬壁畫原位保護一直是難點和熱點。墓室空間復雜、易滋生微生物等因素導致墓葬壁畫原址保護的難度增大。其中,對于微生物的防治,依靠傳統的化學消殺方法無法做到廣譜、高效,對操作人員和環境都會產生影響。

        為解決墓葬壁畫原位保護問題,2020年敦煌研究院牽頭承擔國家重點研發計劃項目“墓葬壁畫原位保護關鍵技術研究”,針對不同類型的墓葬壁畫,開展了墓葬壁畫制作材料和工藝、典型病害劣化機理、墓室環境變化預測和控制、微生物產生機理及輻照滅菌方法等研究。

        作為本項目的合作單位,中國科學院高能物理研究所根據需求研制了用于墓室壁畫原位保護的智能移動式輻照滅菌裝置,航天科技集團五院529廠承擔了該裝置的機械運動部分研制工作。

        此前,輻照滅菌技術被廣泛應用于醫療器材滅菌,為超過60%的一次性醫療器材作出貢獻。同化學滅菌劑相比,輻照滅菌具有穿透力強、滅菌徹底、不污染環境、能耗低等優點。

        雖然529廠已從事平臺車技術開發工作近10年,產品可以適應多種地面環境,但面對珍貴的不可再生的文物,如何在完成墓葬壁畫微生物防治的前提下,不影響文物本體的安全,對研發團隊來說仍是一個全新的挑戰。

        從“天舟”到“墓葬壁畫”——航天牌“文物保護員”

        張化冰介紹,大型墓葬的主墓室常見結構是“側壁+穹頂”,各種因素使其壁面變得凹凸不平,因此在消殺的時候需要隨時修正機械臂末端姿態,實現單次消殺光束覆蓋率最大化。

        針對高能所團隊提出的“巧而精,安全當先”要求,經過集智攻關和研討,529廠項目團隊根據仿真墓室的構型,規劃出了雙車拼接平臺的全墓室域工作站位與機械臂消殺軌跡,利用激光導航,實現了可移動機器人全系統的自動位置找準,促進平臺小型化和精確控制。

        高能所團隊負責電子束源系統、機械系統及安全聯鎖系統等控制系統集成工作,開發了智能化移動式輻照系統,通過多智能平臺協同控制,實施遠程全壁畫面輻照消殺,實現了文物和人的雙“安”保護。

        在模擬墓葬中,記者看到了這臺機器“消殺員”。它攜帶了激光測距傳感器和激光避障傳感器,具有自主避障功能。如果遇到障礙物,機器人能夠帶動殺菌裝置逐步后退,直到距離障礙物20毫米以外,確保殺菌裝置及壁畫安全。據悉,相關技術曾在天舟貨運飛船艙體切邊、衛星銑面時成功應用。

        在裝置研發過程中,項目團隊人員多次前往試驗現場?!半m然目前只能在模擬墓葬中看到它的身影,但一想到航天技術未來能夠在文物保護領域發揮作用,為我們國家墓葬壁畫的保護提供技術方面的一些保障和支撐,就覺得我們所做的一切都是有意義的?!焙教炜萍技瘓F五院529廠高級工程師徐建萍說。



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