兩只靈活的“手臂”，兩只敏銳的“眼睛”，快速拍下文物的影像并建模，對珍貴文物進行畫像并留存，把原本需要半天才能完成的工作縮短到10分鐘，這個“能干”的機器人就是西北大學科學家們研發的文物外觀快速采集建模裝置。

機器人用于文物外觀采集

6月29日，華商報記者來到西北大學文化遺產數字化國家地方聯合工程研究中心，見到了這個機器人。它的學名是文物外觀快速采集建模裝置，是西北大學的科學家利用機器視覺與機械臂等技術，花費一年時間研發而成的。

記者眼前的文物外觀快速采集建模裝置，底座是一個圓盤，圓盤兩側分別有兩個機械臂，機械臂頂端各有一臺相機。圓盤上，放置著一個“兵馬俑模特”，隨著機器人啟動運行，機械臂擺動，相機實時拍照采集信息，電腦終端很快就構建起栩栩如生的兵馬俑形象。

西北大學青年教師許陽是這個裝置的研發者之一，他向華商報記者介紹說：“機械臂最主要的作用是替代人工進行數據采集。我們使用的機械臂長度達到1.5米，能使文物的數字化采集具備自動化和人工干預少的顯著優勢。”

大大縮短文物數據采集時間

據許陽老師介紹，這款機器人的“眼睛”由結構光三維掃描儀與高分辨率彩色相機構成，名為文物外觀數據采集模塊。它的機械臂則類似于軀體，大直徑旋轉平臺形同雙腳。采集過程中，承載了文物外觀數據采集模塊的機械臂，布置在旋轉平臺兩側，通過各自環繞文物旋轉180度，實現文物外觀數據的完整采集。

“這種數字化采集方式顯著提升了采集效率。以一尊兵馬俑為例，如果用人工方式測量、拍照，可能需要半天時間。用我們研發的文物外觀快速采集建模裝置，按一個自動掃描鍵，耗時約5分鐘就能自動完成整個掃描步驟，再通過按一個自動處理按鈕，計算出文物表面的三維數據。全程10分鐘不到，實現了文物形狀與紋理數據的自動采集與合成。”許陽說到。

此外，測量精度的提高也是該項技術的顯著優勢，“我們的采樣密度非常高，點云的點距最小可達0.1毫米。紋理信息的采集分辨率會更高一些，能做到0.05毫米。最終生成一個帶有紋理圖像的文物三維模型。在虛擬環境中，我們可以對它開展虛擬修復。”

新技術將逐步在中國國家博物館等機構投入使用

西北大學文化遺產數字化國家地方聯合工程研究中心主任耿國華教授介紹說，相比人工手持掃描，機器人采集方式避免了對文物造成干擾甚至損傷，而且大大提升了采集速度。目前，這種數字化采集方式將逐步在中國國家博物館等機構投入使用。“這將顯著提高我們館藏文物數字化的效率。我們正在研發不同的系列，比如針對小尺寸或大尺寸文物的不同采集設備，實現更高效的采集建模。”

“這已經是我們研發的第三代產品了。”周明全教授介紹到，團隊成員將繼續努力，研發第四、第五代產品，爭取徹底解決文物數字化問題。

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