MIT理工男跨界藝術，一不小心就以一篇獨作論文登上Nature？！

由他設計的AI算法，將原本需要數(shù)月/數(shù)年才能搞定的名畫修復工作，極限壓縮至幾小時。

Alex Kachkine，打破畫作修復只能對原作數(shù)字掃描品進行“縫縫補補”的傳統(tǒng)藝能，提出一種“以數(shù)字方式修復一幅畫，并在物理上實現(xiàn)效果”的全新方法。

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

不過需要揭曉的是，修復后畫作并非數(shù)字復制品，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）——

貼上后能直接修復畫上的破損、褪色等問題，而且能在不損害原畫的情況下，被化學品輕松去除。

當然最最重要的是，由于新方法引入了AI算法，這一修復過程從數(shù)年、數(shù)月轉變?yōu)閹仔r。

拿上面的油畫來說，面對5612個需要修復的區(qū)域（需要用57314種不同的顏色填充），整個過程從開始到結束耗時3.5小時，這比傳統(tǒng)修復方法快了約66倍。

下面揭曉Alex Kachkine修復油畫的具體過程。

“缺損越多，新方法就越有效”

概括而言，Alex Kachkine主要進行了以下幾個步驟：

• “清潔”原畫：利用傳統(tǒng)技術去除所有之前的修復痕跡；
• 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：用自己開發(fā)的軟件找出需要修復的區(qū)域和需要填充的顏色；
• 制作雙層遮罩：將需要修復的區(qū)域和顏色信息轉換成一個雙層“遮罩”；
• 打印薄膜：將兩層遮罩打印在一層很薄的透明薄膜上，并對齊貼在原畫表面，最后噴上一層薄薄的清漆固定。

整個過程be like：

這里重點解釋一下最后兩步。

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。

這兩層需要完美對齊，否則修復的效果就會出問題。

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

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

貼好后再噴上一層薄薄的傳統(tǒng)清漆，讓修復的部分牢固地粘在畫上。

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

同時，“遮罩”上的數(shù)字文件會被保存下來，這樣未來的修復人員可以清楚知道這幅畫之前被修復過哪些地方。

Alex表示，這些都是在以前的修復工作中不可能實現(xiàn)的。

整體而言，修復這幅600年前的油畫僅僅花了Alex三個多小時時間，而作為對比，他幾年前人工修復一幅缺損程度相當?shù)囊獯罄嬜骰?/span>9個月。

并且Alex提醒，“缺損越多，新方法就越有效”。

一個熱愛藝術的理工男

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

并且個人主頁上也明晃晃寫著：

一位擅長跨學科的工程師。

先說工程，這無疑是Alex Kachkine身上最鮮明的標簽。

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

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

按他自己的話說，“追隨家族的腳步是必然的”。

進入高中后，他對工程學愈發(fā)感興趣，并在最后兩年里學習了德克薩斯州奧斯汀社區(qū)學院開設的加速生物技術課程。

在這里他結識了Joseph Oleniczak導師，而后者頗為賞識其才能。

后來當Alex進入德克薩斯大學奧斯汀分校攻讀機械工程和經(jīng)濟學雙學位時，正是這位導師邀請他參與研發(fā)細菌檢測試劑盒的項目。

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

而Alex也不負所望，成功研發(fā)了一種病毒檢測設備，然后師生二人憑借該設備于2018年共同創(chuàng)立了GeneTiger公司，至今這家公司仍在營業(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的實驗室。

這家實驗室所涉及的領域也非常廣泛，他們將工程學與航空航天、納米技術以及質譜等領域連接起來。

而Alex再次作出重要貢獻。

他用一篇論文解決了質譜儀離子源開發(fā)和優(yōu)化的長期挑戰(zhàn)。其中，他發(fā)現(xiàn)蒸發(fā)對質譜儀效率至關重要，但其他研究者往往忽視這一點。通過研究蒸發(fā)過程，他解釋了許多過去研究中效率提升的意外結果。

不僅論文被2022年的IEEE頂會收錄，還幫助實驗室最終造出了更好、更高效的設備。

目前Alex仍在這家實驗室，雖然實驗室不隸屬于大學的任何部門，但他始終在進行工程學研究。

而除了工程，Alex的另一面是：藝術。

童年的一次看展經(jīng)歷，最早讓他意識到了自己對藝術的真正熱愛。

當時學校組織他們參觀德州圣安東尼奧市的麥克奈藝術博物館，一位導游向學生們展示了法國印象派畫家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。

這一獨特觀賞體驗讓Alex興奮不已，以至于他脫離大部隊獨自在這幅畫前反復觀看。

長大之后，熱愛藝術的Alex經(jīng)常會購買一些畫作，不過由于預算有限，這些畫作通常是受損的。

也正因為這樣，他才開始了畫作修復之旅，并嘗試用工程學思路尋找更高效的方法。

后來的故事，大家也都清楚了。

現(xiàn)在，他已經(jīng)找到了一種能節(jié)省大量時間的修復方法，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品能重回大眾視野：

倉庫里有很多受損的藝術品，可能永遠都見不到了。希望通過這種新方法，我們有機會看到更多藝術品。

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