کشف رنگ‌ها و تکنیک‌های نقاشی دیوار برلین

هنر خیابانی و کشف رازهای دیوار برلین

هنر خیابانی اشکال مختلفی دارد و دیوار برلین با نقاشی‌های زنده‌اش، چه قبل و چه بعد از سقوط، بیانگر نظرات مردم است. اما اغلب در مورد فرآیندهای ایجاد این نقاشی‌ها رازی وجود داشت که حفظ آن‌ها را دشوار می‌کرد. اکنون محققانی که در مجله انجمن شیمی آمریکا گزارش داده‌اند، اطلاعاتی درباره این مکان تاریخی از تکه‌های رنگی به دست آورده‌اند که با استفاده از یک دستگاه تشخیص دستی و تحلیل داده‌های هوش مصنوعی (AI) انجام شده است.

فرانچسکو آرمتا، یکی از نویسندگان این مطالعه، می‌گوید: “این تحقیق تأثیر قدرتمند هم‌افزایی بین شیمی و یادگیری عمیق را در اندازه‌گیری مواد نشان می‌دهد که در این مورد با رنگدانه‌هایی که هنر خیابانی را جذاب می‌کنند، مثال زده شده است.”

اهمیت جمع‌آوری اطلاعات در حفظ هنر

جمع‌آوری اطلاعات در مورد مواد و تکنیک‌های کاربردی برای بازسازی یا حفظ آثار هنری بسیار مهم است. اما نقاشان دیوار برلین این اطلاعات را مستند نکرده بودند. در مطالعات قبلی درباره آثار تاریخی دیگر، دانشمندان تکه‌هایی یا حتی اشیاء کامل را به آزمایشگاه آوردند و بدون تخریب نمونه‌ها، رنگدانه‌های موجود بر روی آن‌ها را با استفاده از تکنیکی به نام طیف‌سنجی رامان شناسایی کردند. اگرچه دستگاه‌های رامان دستی برای تحقیقات میدانی در دسترس هستند، اما دقت آن‌ها به اندازه تجهیزات آزمایشگاهی بزرگ نیست.

بنابراین، آرمتا، روزینا سلسته پونتریو و همکارانش تصمیم گرفتند الگوریتمی هوش مصنوعی توسعه دهند که بتواند خروجی دستگاه‌های رامان قابل حمل را تحلیل کرده و رنگدانه‌ها و رنگ‌ها را با دقت بیشتری شناسایی کند. در یک آزمایش اولیه از این رویکرد جدید، آن‌ها ۱۵ تکه رنگی از دیوار برلین را تحلیل کردند.

تحلیل رنگدانه‌های دیوار برلین با استفاده از فناوری‌های نوین

محققان ابتدا تراشه‌های رنگی را بزرگنمایی کردند و مشاهده کردند که همگی دارای دو یا سه لایه رنگ با خطوط قلم‌مو قابل مشاهده هستند. لایه سوم، که با مصالح ساختمانی در تماس بود، به رنگ سفید دیده می‌شد. آن‌ها پیشنهاد می‌کنند این رنگ از یک لایه پایه برای آماده‌سازی دیوار به منظور رنگ‌آمیزی ناشی شده است.

سپس، محققان از یک طیف‌سنج رامان دستی برای تحلیل تراشه‌ها استفاده کردند و نتایج را با طیف‌های جمع‌آوری‌شده از یک کتابخانه تجاری رنگدانه مقایسه کردند. آن‌ها رنگدانه‌های اصلی موجود در نمونه‌ها را به شرح زیر شناسایی کردند: رنگدانه‌های آزو (تراشه‌های زرد و قرمز)، فتالاتوسیانین‌ها (تراشه‌های آبی و سبز)، کرومات سرب (تراشه‌های سبز) و سفید تیتانیوم (تراشه‌های سفید). این نتایج همچنین با استفاده از تکنیک‌های غیرمخرب دیگر، از جمله فلورسانس اشعه ایکس و طیف‌سنجی بازتابی فیبر نوری تأیید شد.

در مراحل بعد، محققان رنگدانه‌ها را از یک برند تجاری رنگ اکریلیک (که از قرن نوزدهم در آلمان استفاده می‌شود) با نسبت‌های مختلفی از سفید تیتانیوم مخلوط کردند تا رنگ‌ها و دامنه تن‌ها را که برای نقاشان معمول است، تطبیق دهند. آگاهی از این نسبت‌ها می‌تواند به مرمت‌کاران هنری کمک کند تا مواد مناسب برای بازسازی را تهیه کنند، به گفته محققان.

با استفاده از داده‌های طیفی رامان مخلوط‌ها، آن‌ها یک الگوریتم یادگیری ماشین را آموزش دادند تا درصد رنگدانه را تعیین کند. این روش نشان داد که تراشه‌های رنگ دیوار برلین حاوی سفید تیتانیوم و تا ۷۵٪ رنگدانه بودند، بسته به قطعه‌ای که تحلیل می‌شد و همچنین با توجه به تن رنگ.

محققان می‌گویند این نتایج نشان می‌دهد که مدل هوش مصنوعی آن‌ها می‌تواند اطلاعات با کیفیت بالا برای حفاظت از هنر، جرم‌شناسی و علم مواد در مکان‌هایی که آوردن تجهیزات آزمایشگاهی به محل دشوار است، ارائه دهد.