首頁 科技 科技要聞

AI科技精準除蛀蟲 有效守護木雕文物

「AI木雕蟲聲自動檢測」開發團隊在三義木雕博物館實地收音記錄。(雲科大提供)
「AI木雕蟲聲自動檢測」開發團隊在三義木雕博物館實地收音記錄。(雲科大提供)

文/記者孫湘詒
珍貴的木雕藝術品,最怕蟲蛀!一旦木製品中發現蛀蟲,往往為時已晚。為延續木雕生命、守護歷史珍品,苗栗三義木雕博物館與雲林科大智慧辨識產業服務研究中心合作,運用AI木雕蟲聲自動檢測、低氧除蟲,及蟲蛀洞智慧監測三大技術,大幅提升文物保護精確度。

為了協助木雕藝品更精準、有效率的脫離蟲蟲危機,苗栗三義木雕博物館推動藏品保存維護計畫,攜手雲科大,導入「AI木雕蟲聲自動檢測技術」,可精確監聽木材內部微弱的蛀蟲聲音,無須破壞文物,即可快速檢測出蛀蟲類型。

同時以「自動低氧除蟲技術」,提高木雕品除蟲效率、降低蛀蟲危害。並導入「蟲蛀洞智慧監測」,降低成本、即時監測藏品上的蛀洞變化,及早發出警示。

「低氧除蟲技術」以雙層真空袋封住木雕,讓袋內維持高氮氣、低氧環境,使蛀蟲窒息而死。(雲科大提供)「低氧除蟲技術」以雙層真空袋封住木雕,讓袋內維持高氮氣、低氧環境,使蛀蟲窒息而死。(雲科大提供)

AI蟲聲自動檢測技術

雲科大張傳育教授團隊領導開發「AI木雕蟲聲自動檢測」技術,能在1秒內分辨該聲音為何種蛀蟲發出。張傳育表示,蛀蟲隱藏在木頭中,既看不到也無法分辨其種類。但是「不同的蛀蟲啃食不同的木材,會有不同的聲音。」為了建立蛀蟲聲音的數據資料庫,研究團隊從去年年底開始進行前置資料蒐集,今年4~5月間,已蒐集高達二十幾萬筆資料。

張傳育進一步說明,目前常見的蛀蟲有三種,第一種是天牛。牠的下顎很有力,所以咬噬的聲音很大。第二種是粉蠹蟲,不像天牛聲音那麼大,但咬噬頻率、速度也很快。第三種是白蟻,牠的聲音剛好就介於前兩者之間。

張傳育表示,未來將持續研究將監控設備設計得更精小,可直接將監聽聲音的貼片裝置,貼在任何木材相關材質上,透過WiFi與手機連接自動回報狀況,不僅能節省人力,使用上也更簡便。

「AI木雕蟲聲自動檢測」開發團隊聆聽遭蟲蛀木材的聲音。(影片擷圖/雲科大提供)「AI木雕蟲聲自動檢測」開發團隊聆聽遭蟲蛀木材的聲音。(影片擷圖/雲科大提供)

低氧除蟲技術

當AI精準判斷出蛀蟲後,再透過雲科大曾永寬教授團隊的「低氧除蟲技術」輔助有效除蟲。

曾永寬表示,木雕館中的木雕作品有些是在展場中開放展示,無法移動到密閉環境,所以進行除蟲操作時,會先以真空袋將木雕封住,再將空氣抽掉換入氮氣,持續重複幾次抽、換動作,讓真空袋中的氮氣純度持續增高,降低含氧量,「一般來說,需要氧氣含量低到0.3%以下,因為蟲類在這樣低氧的環境下就會窒息死亡。」

曾永寬說,這個技術並非新技術,研究團隊主要是進行增加自動化的部分,將操作步驟簡化到只按一個鈕,就能自動完成除蟲動作,自動化的意義還包括含氧量、壓力及溼度的調整。過程中能節省非常多的人力成本。

「低氧除蟲技術」以雙層真空袋封住木雕,讓袋內維持高氮氣、低氧環境,使蛀蟲窒息而死。(影片擷圖/雲科大提供)「低氧除蟲技術」以雙層真空袋封住木雕,讓袋內維持高氮氣、低氧環境,使蛀蟲窒息而死。(影片擷圖/雲科大提供)

蟲蛀洞智慧監測技術

最後,雲科大洪崇文教授團隊引入「蟲蛀洞智慧監測」技術,採低成本的邊緣運算技術實現每日即時監測,並訓練AI在文物端直接完成蟲洞判斷,及時自動發出警示,確保文物不被蛀蟲侵害。

顯微鏡下的蛀蟲。(影片擷圖/雲科大提供)顯微鏡下的蛀蟲。(影片擷圖/雲科大提供)

蛀蟲極微小,可以看到造成的木材損害,卻不見蟲。(雲科大提供)蛀蟲極微小,可以看到造成的木材損害,卻不見蟲。(雲科大提供)

粉蠹蟲樣本。(雲科大提供)粉蠹蟲樣本。(雲科大提供)

洪崇文表示,運用影像方式記錄蟲洞,重點是要知道蛀洞有沒有增加,增加的頻率是不是太快,需不需要做處理。洪崇文進一步說明,因為蟲洞很小,而且可能數量也很多,實務上不可能用人力每日去清點蟲洞,「我們蒐集了兩萬多個蟲洞,來訓練AI這個就是蟲洞。」由AI判斷蟲洞,加上後續通知的自動化動作,就可以減少很多文化保護員的人力支出。

洪崇文說,目前使用相機監測,若要監測比較大型的雕塑就只能照到局部,因此下一步想要提升的,就是把它變成動態,去看每個細節。這樣的技術也可以運用在觀察藝品的裂痕、或戶外藝品需不需要保養等。

傳統除蟲方式不僅無法確認蛀蟲存在,也可能對文物造成二次傷害。(影片擷圖/雲科大提供)傳統除蟲方式不僅無法確認蛀蟲存在,也可能對文物造成二次傷害。(影片擷圖/雲科大提供)

曾永寬表示,三義木雕館是一個示範點,只要是木質或是紙質的成品,都需要這樣的技術維護。苗栗縣文化觀光局也指出,未來將繼續深化這些技術的應用,期待能將相關科技模式推廣到更多展館,讓更多藝術珍品在世代中傳承不息。◇