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地质博物馆中人工智能的应用研究

2021-06-01 278 上传者：管理员

摘要：随着信息技术的迅速发展，人工智能在全球大范围普及，对社会生活的各个方面都产生了深刻影响。地质博物馆作为博物馆中的一类，积极应用AI技术，打造全新的智慧博物馆，是其必然的选择。文章从背景、范畴和策略三方面对人工智能在地质博物馆中的应用进行初步探讨。

关键词：
专业人才
人工智能
信息技术
地质博物馆
识别系统
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随着信息技术的迅速发展，人工智能在全球大范围普及，对社会生活的各个方面都产生了深刻的影响。地质博物馆以收藏、保护、研究地学遗存和传播科学文化知识为使命，面对席卷全球的人工智能热潮，积极应用AI技术，打造全新的智慧博物馆，是其必然的选择。

1、应用背景

人工智能，英文缩写为AI，是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门技术科学。人工智能从诞生以来发展非常迅速，未来将深刻改变人类社会生活，改变世界。

我国正处于全面建成小康社会的决胜阶段，人工智能在社会生活各领域特别是文化教育领域广泛应用，将极大地提升人民的生活品质。博物馆作为传播科学文化知识，提升人民素质的文化机构，是参与AI热潮不可或缺的重要角色。基于此，2016年12月6日，以国家文物局为首的五部委共同编制发布了《“互联网+中华文明”三年行动计划》，大力推动AI博物馆建设。人工智能技术开始大规模地在我国博物馆中获得应用。

2、应用范畴

地质博物馆属于自然科学类博物馆，主要收藏、研究和展出地学标本，包括各类古生物、古人类、岩石、矿物等，传播地质学和古生物学相关科学知识。人工智能技术在地质博物馆的应用范畴主要包括三个方面。

2.1 标本管理

藏品是博物馆的基础和工作核心。地质博物馆的藏品就是各类标本，标本一般数量庞大，类别众多，管理起来难度很大。即使完成馆藏标本数字化建档，管理起来还是存在一定困难。人工智能中的RFID技术是解决这一难题的好办法。

RFID又称“无线射频识别”，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触，即通过无线技术在不接触物品的情况下可以对物品进行远距离识别。RFID由应答器、读卡器和应用软件系统三部分组成。

1）应答器，俗称“RFID标签”，每个标签具有唯一的电子编码，附着在需要识别的物体上标识目标对象。大致分为无源RFID标签、有源RFID标签和半有源RFID标签三类。

2）读卡器，是可读取（有时可以写入）标签信息的设备，可设计成手持式或固定式。

3）应用软件系统属于应用层软件，负责收集数据并进行处理，为人使用。

在地质博物馆应用这一技术时，需要事先将应答器以特殊方式贴在馆藏标本上，里面存储标本相关信息，相当于制作一个“电子身份证”。应答器进入磁场后，接收读卡器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的标本信息，或者由标签主动发送某一频率的信号，读卡器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。可见，运用RFID技术进行标本管理时，有如下优势：

1）标本安全性显著提升。一方面，馆藏标本发生异常移动，读卡器就无法读取标本信息，警报系统就会被触发，管理员可以及时采取措施；另一方面，标本在运输过程中只要是在读卡器有效识别范围内，就可以对其位置进行实时追踪和监控，即使标本不在馆内，安全也依然能够得到保障。

2）标本盘点速度明显加快。应答器一旦进入磁场，读卡器就能即时读取其中信息，且能够同时读取几百个应答器，有利于实时更新标本数据库信息，在短时间内完成标本盘点工作。

3）标本人为损害概率降低。以往的标本标签用纸张胶布等材料，后来多使用条形码，而RFID技术使用的应答器为封闭式包装，使其使用寿命大大超过手写的纸张胶布以及印刷的条形码，避免频繁更换标签，给标本造成不必要的人为损害。

2.2 陈列展览

传统展览方式就是将标本放置于展柜当中，再放置说明牌或悬挂展板，给观众留下单调又无趣的印象。数字博物馆开始采用多媒体展示手段，运用声音、灯光、影像等对展品进行多方位的展示，大大提升了展品信息传递的丰富性。而AI博物馆展示手段更加多样，如高分辨率摄影、3D激光扫描、虚拟现实（VR）和增强现实（AR）等，其中包含信息更加丰富详细，给观众带来全新的观展体验。

目前，AI技术已经进入我国各大博物馆，在“用科技传承文明：AI博物馆计划”的大力推广下，由百度公司提供的系统化AI整合技术已经在几家知名人文历史类博物馆内陆续应用，引起了非常热烈的社会反响。

这一计划融合多种技术能力，包括智能搜索、智慧地图、图像识别、语音交互导览等，向观众提供游览路线智慧化设计、文物自动识别和AR展示、全景穿越互动体验等智能服务。AI技术突破了数字博物馆信息传递交互性、多元性不足的局限，观众能够进行个性化的主动学习，观展体验也有了质的提升。

在地质博物馆中，这样的系统化AI技术还没有进驻或比较少，各馆根据自身定位、条件和展览重心选用一种或几种进行展示。例如，用3D打印展示具有代表性和典型性的恐龙，用3D动画展示煤炭的形成，用AR技术展示古代矿山工作场景等。这些技术的应用使观众学习、理解起相关科学知识时能更加便捷全面。

2.3 科普教育

地质博物馆是提供地学科学知识的殿堂，科普教育直接面向观众，对互动性和个性化的要求较高，AI技术很好地满足了这些要求。用VR来模拟常人无法接触到的情景，例如地球和海洋深处、恐龙的生存与灭绝、矿山开发等等，给观众身临其境的沉浸式感受；使用智能机器人提供智能讲解服务，根据观众国籍、年龄、兴趣点、知识水平等的不同进行个性化讲解，提升观众学习效果。

3、应用策略

人工智能作为21世纪三大尖端技术之一，让博物馆焕发了全新的生机。推动人工智能在博物馆尤其是地质博物馆中的应用，需要从以下几个方面入手。

1）政策支持。国家一直非常重视地质博物馆建设，习近平总书记致中国地质博物馆建馆100周年的贺信中强调，科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼，加强博物馆建设也是坚持“四个自信”中文化自信的重要内容。尤其是近年来，国家出台了一系列相关方针政策，地质博物馆应抓住机遇，紧跟智慧化浪潮，大力推进馆内人工智能技术的应用，增强博物馆发展的良好态势。

2）资金到位。AI技术是新兴的尖端技术，支撑人工智能博物馆建设需要较高的成本投入，有数据表明，经济实力较强、基础较好的经济大省智慧博物馆建设成果较显著。而我国很多地区经济并不特别发达，大部分地质博物馆资金来源渠道狭窄，对人工智能往往“心有余而力不足”。因此想更好地建设AI博物馆，就要继续拓宽资金募集渠道，在接受各方“输血”的同时努力自己“造血”，为人工智能地质博物馆建设打好经济基础。

3）人才培养。专业人才的缺乏成为地质博物馆发展应用AI技术的一大阻碍。一方面，博物馆只能被动接受企业的技术支持，在使用过程中进行适应和调整；另一方面，博物馆无法了解到AI最新的发展理念技术，无法准确寻求自身管理与AI技术的结合点，导致建设工作推进缓慢。因此博物馆应加强对专业人才的培养，针对自身特点和需求，与相关互联网企业合作，培养博物馆AI技术复合型人才，为日后博物馆发展提供可靠保障。

4）馆企合作。互联网企业是地质博物馆AI建设的重要伙伴，地质博物馆应综合多方考虑，选择实力强、规模大、技术力量雄厚的企业作为合作伙伴，通过积极深入的参与发现博物馆与AI技术的结合点，便于企业开发适合本馆的AI技术系统，真正使AI技术与博物馆融合，迈出智慧博物馆建设的重要一步。而互联网企业也能够通过与地质博物馆合作推广自己的AI技术，获得经济利益和社会效益，达到双方共赢的局面。

参考文献:

[1]武昭晖.RFID技术在博物馆藏品管理中的应用[J].自然科学博物馆研究.2016,1:34-38.

[2]贺琳,杨晓飞.浅析我国智慧博物馆建设现状[J].中国博物馆,2018,3:116-126.

[3]朱远俊.数字化背景下的智慧博物馆建设探究[J].中国民族博览,2019,4:227-228.

[4]李姣.人工智能在博物馆文物资源管理方面的应用趋势探讨[J].文博,2019,2:86-90.

文章来源：许璐.浅谈人工智能在地质博物馆中的应用[J].华北自然资源,2021(03):135-136.