MIT理工男跨界藝術(shù)，一不小心就以一篇獨(dú)作論文登上Nature？！

由他設(shè)計(jì)的AI算法，將原本需要數(shù)月/數(shù)年才能搞定的名畫修復(fù)工作，極限壓縮至幾小時(shí)。

Alex Kachkine，打破畫作修復(fù)只能對(duì)原作數(shù)字掃描品進(jìn)行“縫縫補(bǔ)補(bǔ)”的傳統(tǒng)藝能，提出一種“以數(shù)字方式修復(fù)一幅畫，并在物理上實(shí)現(xiàn)效果”的全新方法。

以下面這幅15世紀(jì)的油畫為例，從左到右依次為受損原畫、具體受損類型掃描、修復(fù)后畫作，一眼看去修復(fù)效果確實(shí)還不錯(cuò)。

不過(guò)需要揭曉的是，修復(fù)后畫作并非數(shù)字復(fù)制品，而是真真切切的原畫（doge）。

他在原畫表面貼上了一層“遮罩”（很薄的塑料薄膜）——

貼上后能直接修復(fù)畫上的破損、褪色等問(wèn)題，而且能在不損害原畫的情況下，被化學(xué)品輕松去除。

當(dāng)然最最重要的是，由于新方法引入了AI算法，這一修復(fù)過(guò)程從數(shù)年、數(shù)月轉(zhuǎn)變?yōu)閹仔r(shí)。

拿上面的油畫來(lái)說(shuō)，面對(duì)5612個(gè)需要修復(fù)的區(qū)域（需要用57314種不同的顏色填充），整個(gè)過(guò)程從開始到結(jié)束耗時(shí)3.5小時(shí)，這比傳統(tǒng)修復(fù)方法快了約66倍。

下面揭曉Alex Kachkine修復(fù)油畫的具體過(guò)程。

“缺損越多，新方法就越有效”

概括而言，Alex Kachkine主要進(jìn)行了以下幾個(gè)步驟：

• “清潔”原畫：利用傳統(tǒng)技術(shù)去除所有之前的修復(fù)痕跡；
• 掃描并分析原始畫作：目的是創(chuàng)建畫作原始狀態(tài)下的數(shù)字版本；
• 開始修復(fù)：用自己開發(fā)的軟件找出需要修復(fù)的區(qū)域和需要填充的顏色；
• 制作雙層遮罩：將需要修復(fù)的區(qū)域和顏色信息轉(zhuǎn)換成一個(gè)雙層“遮罩”；
• 打印薄膜：將兩層遮罩打印在一層很薄的透明薄膜上，并對(duì)齊貼在原畫表面，最后噴上一層薄薄的清漆固定。

整個(gè)過(guò)程be like：

這里重點(diǎn)解釋一下最后兩步。

所謂的雙層“遮罩”（Musk），其第一層是彩色的，第二層圖案完全相同但顏色為白色。

這兩層需要完美對(duì)齊，否則修復(fù)的效果就會(huì)出問(wèn)題。

Alex特意提醒，“為了完美重現(xiàn)色彩，必須同時(shí)使用白色和彩色墨水”。

之后他用高保真噴墨打印機(jī)把這兩層“遮罩”打印在一層很薄的透明薄膜上，并將其對(duì)齊貼在畫作表面。

貼好后再噴上一層薄薄的傳統(tǒng)清漆，讓修復(fù)的部分牢固地粘在畫上。

大功告成后，今后修復(fù)人員可以用特殊的溶液輕松溶解這層薄膜，從而恢復(fù)畫作的原始狀態(tài)。

同時(shí)，“遮罩”上的數(shù)字文件會(huì)被保存下來(lái)，這樣未來(lái)的修復(fù)人員可以清楚知道這幅畫之前被修復(fù)過(guò)哪些地方。

Alex表示，這些都是在以前的修復(fù)工作中不可能實(shí)現(xiàn)的。

整體而言，修復(fù)這幅600年前的油畫僅僅花了Alex三個(gè)多小時(shí)時(shí)間，而作為對(duì)比，他幾年前人工修復(fù)一幅缺損程度相當(dāng)?shù)囊獯罄嬜骰?/span>9個(gè)月。

并且Alex提醒，“缺損越多，新方法就越有效”。

一個(gè)熱愛藝術(shù)的理工男

說(shuō)回Alex Kachkine本人，其跨界經(jīng)歷這一次也被傳為佳話。

并且個(gè)人主頁(yè)上也明晃晃寫著：

一位擅長(zhǎng)跨學(xué)科的工程師。

先說(shuō)工程，這無(wú)疑是Alex Kachkine身上最鮮明的標(biāo)簽。

不論是家庭背景，還是個(gè)人求學(xué)創(chuàng)業(yè)經(jīng)歷，均與此相關(guān)。

他出生于一個(gè)“工程世家”，曾祖父修建橋梁，祖母為蘇聯(lián)戰(zhàn)斗機(jī)研發(fā)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，父母也都擁有工程學(xué)位。

按他自己的話說(shuō)，“追隨家族的腳步是必然的”。

進(jìn)入高中后，他對(duì)工程學(xué)愈發(fā)感興趣，并在最后兩年里學(xué)習(xí)了德克薩斯州奧斯汀社區(qū)學(xué)院開設(shè)的加速生物技術(shù)課程。

在這里他結(jié)識(shí)了Joseph Oleniczak導(dǎo)師，而后者頗為賞識(shí)其才能。

后來(lái)當(dāng)Alex進(jìn)入德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校攻讀機(jī)械工程和經(jīng)濟(jì)學(xué)雙學(xué)位時(shí)，正是這位導(dǎo)師邀請(qǐng)他參與研發(fā)細(xì)菌檢測(cè)試劑盒的項(xiàng)目。

并且Joseph Oleniczak透露，雖然自己門下有很多優(yōu)秀學(xué)生，但Alex是唯一被邀請(qǐng)的。

而Alex也不負(fù)所望，成功研發(fā)了一種病毒檢測(cè)設(shè)備，然后師生二人憑借該設(shè)備于2018年共同創(chuàng)立了GeneTiger公司，至今這家公司仍在營(yíng)業(yè)。

本科畢業(yè)后，本打算直接就業(yè)的Alex卻發(fā)現(xiàn)很多工作都需要碩士起步，于是又加入了MIT微系統(tǒng)工程師Luis Fernando Velásquez-García的實(shí)驗(yàn)室。

這家實(shí)驗(yàn)室所涉及的領(lǐng)域也非常廣泛，他們將工程學(xué)與航空航天、納米技術(shù)以及質(zhì)譜等領(lǐng)域連接起來(lái)。

而Alex再次作出重要貢獻(xiàn)。

他用一篇論文解決了質(zhì)譜儀離子源開發(fā)和優(yōu)化的長(zhǎng)期挑戰(zhàn)。其中，他發(fā)現(xiàn)蒸發(fā)對(duì)質(zhì)譜儀效率至關(guān)重要，但其他研究者往往忽視這一點(diǎn)。通過(guò)研究蒸發(fā)過(guò)程，他解釋了許多過(guò)去研究中效率提升的意外結(jié)果。

不僅論文被2022年的IEEE頂會(huì)收錄，還幫助實(shí)驗(yàn)室最終造出了更好、更高效的設(shè)備。

目前Alex仍在這家實(shí)驗(yàn)室，雖然實(shí)驗(yàn)室不隸屬于大學(xué)的任何部門，但他始終在進(jìn)行工程學(xué)研究。

而除了工程，Alex的另一面是：藝術(shù)。

童年的一次看展經(jīng)歷，最早讓他意識(shí)到了自己對(duì)藝術(shù)的真正熱愛。

當(dāng)時(shí)學(xué)校組織他們參觀德州圣安東尼奧市的麥克奈藝術(shù)博物館，一位導(dǎo)游向?qū)W生們展示了法國(guó)印象派畫家Pierre-Auguste Renoir的一幅海景畫。畫中人物近距離難以清晰呈現(xiàn)，只有退后幾步才能完全展現(xiàn)其形象。

這一獨(dú)特觀賞體驗(yàn)讓Alex興奮不已，以至于他脫離大部隊(duì)獨(dú)自在這幅畫前反復(fù)觀看。

長(zhǎng)大之后，熱愛藝術(shù)的Alex經(jīng)常會(huì)購(gòu)買一些畫作，不過(guò)由于預(yù)算有限，這些畫作通常是受損的。

也正因?yàn)檫@樣，他才開始了畫作修復(fù)之旅，并嘗試用工程學(xué)思路尋找更高效的方法。

后來(lái)的故事，大家也都清楚了。

現(xiàn)在，他已經(jīng)找到了一種能節(jié)省大量時(shí)間的修復(fù)方法，并且還打算持續(xù)優(yōu)化。

一切的一切，Alex都是希望有更多受損藝術(shù)品能重回大眾視野：

倉(cāng)庫(kù)里有很多受損的藝術(shù)品，可能永遠(yuǎn)都見不到了。希望通過(guò)這種新方法，我們有機(jī)會(huì)看到更多藝術(shù)品。

論文：https://dspace.mit.edu/handle/1721.1/159269