Уличное искусство принимает разные формы, и яркие фрески на Берлинской стене как до, так и после её падения являются выражением мнения людей. Но процесс создания картин часто держался в секрете, что затрудняет их сохранение. Теперь исследователи, опубликовавшие статью в Журнале Американского химического общества, обнаружили информацию об этом историческом месте по фрагментам краски, используя портативный детектор и анализ данных с помощью искусственного интеллекта (ИИ).
«Исследование подчёркивает мощное влияние синергии между химией и глубоким обучением на количественную оценку веществ, примером которых в данном случае являются пигменты, делающие уличное искусство таким захватывающим», — говорит Франческо Арметта, соавтор исследования.
При внимательном рассмотрении этих фрагментов, помеченных в соответствии с их синим, жёлтым или красным цветом, которые когда-то были частью произведений искусства на Берлинской стене, можно увидеть мазки, несколько слоёв и использованные пигменты.
Для восстановления или сохранения произведений искусства важно собрать информацию о материалах и методах нанесения. Но художники, расписывавшие Берлинскую стену, не задокументировали это. В предыдущих исследованиях других исторических артефактов учёные приносили в лабораторию фрагменты или даже целые объекты и, не разрушая образцы, определяли пигменты с помощью метода, известного как рамановская спектроскопия. Хотя для исследований на месте доступны портативные рамановские устройства, им не хватает точности полноразмерного лабораторного оборудования. Итак, Арметта, Розина Селеста Понтерио и их коллеги хотели разработать алгоритм искусственного интеллекта, который мог бы анализировать данные портативных рамановских устройств для более точной идентификации пигментов и красителей. В ходе первоначального тестирования нового подхода они проанализировали 15 кусочков краски с Берлинской стены.
Сначала исследователи увеличили изображение сколов и заметили, что на всех из них было по два-три слоя краски с заметными мазками кисти. Третий слой, соприкасающийся с кладкой, был белым, что, по их мнению, указывает на то, что это был базовый слой, которым покрывали стену перед покраской. Затем исследователи использовали портативный рамановский спектрометр для анализа сколов и сравнили их со спектрами, взятыми из коммерческой библиотеки спектров пигментов.
Они определили основные пигменты в образцах как: азопигменты (обломки жёлтого и красного цвета), фталоцианины (обломки синего и зелёного цвета), хромат свинца (обломки зелёного цвета) и титановый белый (обломки белого цвета). Эти результаты были подтверждены другими методами неразрушающего контроля, включая рентгенофлуоресцентную спектроскопию и спектроскопию отражения оптического волокна.
Затем исследователи смешали пигменты из коммерческой акриловой краски (используемой в Германии с 1800-х годов) с разным содержанием титанового белого, пытаясь подобрать цвета и оттенки, типичные для художников. По словам исследователей, знание этих пропорций может помочь реставраторам подготовить правильные материалы для восстановления. Используя данные спектроскопии комбинационного рассеяния, они обучили алгоритм машинного обучения определять процентное содержание пигмента.
Подход показал, что краска, которой была покрыта Берлинская стена, содержала титановый белый цвет и до 75% пигмента, в зависимости от анализируемого фрагмента и его цветового оттенка. Исследователи говорят, что эти результаты указывают на то, что их модель ИИ может предоставлять высококачественную информацию для сохранения произведений искусства, криминалистики и материаловедения в условиях, когда сложно доставить лабораторное оборудование на место.