機器狗參與古建保護

夏日，在山西省朔州市的應縣木塔景區，遊客們正欣賞這座古老建築。“噠噠噠”，一隻銀白色的機器狗，爬上台階、進入木塔，以毫米級精度執行古建掃描任務……這一幕吸引了不少遊客圍觀。

應縣木塔始建於1056年，是我國現存最古老的純木結構樓閣式建築。歷經風雨侵蝕，塔身出現傾斜，需要進一步加強保護。針對傳統人工測繪精度不足、接觸式損傷等難題，近年來，當地政府與清華大學建築學院團隊開展了“智慧應縣木塔”等合作項目。利用機器狗進行文保工作，就是該項目的重要組成部分。

機械足穩穩踏在地上，頭部搭載的攝像頭開始旋轉，3D視覺系統捕捉頭頂藻井雕花的細微紋理，傳感器陣列在光影中閃爍——機器狗開始工作了。

“我們頭頂的藻井距離地面有好幾米。如果人工採集數據，要花費很多時間精力。現在用機器狗輔助採集，更加精準高效。”聯想研究院機器人研究室架構師邢春齊介紹，該機器狗由聯想集團研發，集成深度學習算法、多模態傳感系統和仿生運動控制等前沿科技。聯想集團還與清華大學—故宮博物院文化遺產聯合研究中心合作，將機器狗應用於木塔保護，“我們用2D成像、3D還原。比如，先拍攝4張柱子照片，再通過AI（人工智能）訓練進行全方位還原。”

目前，清華大學團隊已經利用機器狗完成了應縣木塔藻井結構的高精度三維數字化建模，為深入分析木塔數據、研究保護方案提供了更加全面的支撐。

未來，機器狗巡邏的場景有望成為現實。“古建保護，防火與防腐至關重要。”邢春齊介紹，機器狗搭載雙光成像系統，能即時監測火源，超過一定温度會自動預警。“別看它不大，其實裏面有2個小電腦，巡邏發現情況後可以傳到主機，有的還能在機器本體進行運算處理，識別信息後迅速作出判斷。”

不僅如此，機器狗還能給古建築做“體檢”。兩隻機器狗可以通過配合，搭載設備用X光成像檢測木質構件內部的腐朽程度、開裂度。“一個發射、一個接收，避免了人為操作的輻射影響。通過時序分析，系統還能比對歷次掃描數據，自動標記木材形變、漆層脱落等細微變化。”邢春齊説。

近年來，當地不斷推進應縣木塔的數字化保護。在木塔旁邊的數字展廳，遊客正通過VR（虛擬現實）設備“穿越”到建塔現場。“我們通過技術手段，構建數字化的‘木塔孿生體’，實現模擬登塔，提升遊客遊覽體驗。”應縣木塔管護中心副主任程曉莉介紹。

“現在的機器狗還沒有實現常態化應用。但是我們期待，在不久的未來，機器狗等新技術在文物保護領域大放光彩。”程曉莉説。