中机智库智慧博物馆整体解决方案【智能工业云平台】

大红鹰葡京会

2018-02-05 19:16:19

点击蓝字关注这个神奇的公众号

随着科技的进步和人工智能技术应用于博物馆,在实体博物馆、数字博物馆发展的基础之上,智慧博物馆以多模态感知“数据”替代数字博物馆的集中式静态采集 “数字”,在此基础上建立更加全面、深入的互联互通,使人与人、人与物、物与物之间形成系统化的协同工作,进而形成更为深入的智能化博物馆运作体系。

智慧博物馆是以博物馆业务需求为核心,以不断创新的技术手段为支撑,线上线下相结合的新型博物馆发展模式。

中机智库有限公司近期与北京某产业链生态伙伴计划联合开发博物馆智能改造项目,此项目内容为智慧博物馆整体解决方案中的部分内容。

智慧博物馆整体解决方案全面考虑了“物、人、数据”三者之间的双向多元信息交互通道。以大数据智能理论、跨媒体感知计算理论、混合增强智能理论、量子智能计算理论等理论为基础,借助于物联网、云计算技术、人工智能等技术,博物馆中的人(包括现场观众和线上观众、博物馆工作者,以及相关机构和管理部门)、物(包括藏品,各类设备设施,库房、展厅等)的信息可动态感知,并通过网络汇集,建立“物―人”“物―数据”“人―数据”之间的信息交互和远程控制,从而实现对博物馆服务、保护和管理的智能化自适应控制和优化。

智慧博物馆整体解决方案以“人为中心”的信息传递模式,能够使藏品与藏品、藏品与展品、藏品/展品与保护、研究者、管理者与策展者、受众与展品等元素之间的联系真正达到智慧化融合。

基于博物馆的建设与智能改造实践,智慧博物馆的总体规划可以从五个方面进行需求分析:通信自动化智能化、办公自动化智能化、安防智能化建设、设备设施信息化智能化建设。

智慧博物馆的建设的在遵循提前规划,分阶段实施的总体原则基础上,规划设计的过程中应充分考虑互联网、大数据、物联网、人工智能技术的发展速度,预留发展空间。

智慧博物馆在以上五个方面的智能化数据建设的基础上,将博物馆、公众以及公共管理部门联结,实现智慧管理、智慧服务和智慧保护。

一、智慧博物馆的藏品管理系统

智慧博物馆的藏品管理系统是基于射频识别及地理信息系统的博物馆藏品智能管理系统。

基于RFID技术、传感网技术及室内GIS 技术, 提出了一种集移动管理终端与网络后台信息管理系统于一体的博物馆藏品智能管理解决方案。利用地理信息技术制作馆内电子地图及在文物入馆登记及巡检时记录文物存储位置从而实现文物信息在线地图可视化,采用射频识别技术实现对巡检员的实时定位及巡检工作考核。

该系统有利于提高藏品信息采集的效率与便捷性,实现对藏品的实时动态智慧化管理。

三维藏品模型数据库系统

数据库技术是一种用计算机管理数据的方法,它研究如何对数据进行编码、组织、分类、存储、检索、更新及维护。在各个领域都可以看到数据库技术的应用,博物馆事业中引入数据库技术,利用数据库技术对博物馆藏品信息进行有效管理,将替代传统藏品卡片式的管理方式,大大提高藏品信息管理力度。藏品数据库建设的最终目的是为了让大众在任何时间、任何地方通过网络共享文物藏品资源信息。

三维藏品模型

智慧博物馆系统首先必须是在一个三维的环境中运行,三维模型的建立是整个智慧博物馆实现的基础,其次才是实施绘制和立体显示的工作。

在整体环境的建设中,以藏品的三维模型数据库是最核心的技术,采用三维虚拟技术对藏品进行数字化处理,整理其相关信息,进行智能化管理。例如,博物馆可以将传统的展示方式(实物 文字 图片)形式转变为更加主动交互(实物 虚拟化立体模型 语音 互动)形式。

在智慧博物馆中,我们不仅要求模型外观逼真可信,同时对部分物体还需要有良好的人物互动及交互功能。同时对于整个系统运行的实时性要求也比较高,博物馆场景中模型的数量及类型多而复杂,这为整个系统运行的流畅性增加了一定的难度,因而对于模型数据的优化及简化的技术也十分重要。

三维建模技术

在三维藏品数据库的建立中,三维场景及物体可由专业的建模软件来完成,利用这种建模的方法能够方便而真实的表现生活中的场景和物体,同时也能够生成动画和片段,方便进一步的交互及漫游的实现。

在追求三维藏品逼真性和还原性的同时,也要考虑到它实时运行时的速度与快捷性,所以建立模型时我们不仅要从硬件上对其运行做好充分的准备与支持工作,更多的是要做好模型的优化工作。在模型建立的过程中,可以采用三维超高精度扫描系统。

3D扫描技术也叫做“三维结构光扫描仪”技术,是结合结构光技术、相位测量技术、计算机视觉技术的复合三维非接触式测量技术。3D扫描技术仪可以创建物体几何表面,用以插补成物体表面形状,越密集的点云可以创建更精确的模型。若扫描仪能够取得表面颜色,则可进一步在重建的表面上粘贴,亦即所谓的材质粘贴。

二、智能博物馆导览系统

基于物联网技术的智能博物馆导览系统由基于RFID展品智能管理模块、基于iBeacon的室内定位导航模块以及基于多媒体技术的互动模块组成。

三个模块构建起一个全新的智能信息管理平台,不仅实现对展品的智能管理,解决博物馆管理中存在的管理效率问题;而且能提供自助的导览功能,让参观者享受到前所未有的智能个性化服务。展品模块利用RFID技术实现对物品的财产管理和防盗功能。利用RFID技术对展品加装RFID电子标签,展区出入口及展柜内部安装RFID识别设备,再结合数据中心展品实时监控平台,实现展品全面可视和信息实时更新,实时监控展品的位置、移动情况,具体包括展品所在位置实时查询,展品移动跟踪记录,报警;展品的管理统计报表等管理目标。

智能博物馆导览系统采用C/S和B/S混合架构,包括移动客户端和Web页面,可以方便地部署在手机等一些移动设备终端上。移动客户端负责与游客进行交互,为游客提供文物导览、文物资料信息查看、文物推荐等功能。随着人工智能技术应用在智慧博物馆的建设中,智能导览机器人也成为移动设备终端的一类特色终端,吸引了越来越多的博物馆游客。

人工智能技术应用于博物馆智能导览系统,智能导览机器人是一个典型范例,它集成了多钟高新技术,融合了机械、电子、传感器、计算机硬件和软件、人工智能等很多学科的知识,它有非常发达的“大脑”,即中央计算机,这种计算机能够与操作它的人直接联系,按照人的意愿对它发出指令。

智慧博物馆的智能导览机器人,在自主自动的基础上,要实现人机交互,通过感知系统采集环境信息,进行传感器信息融合,建立环境模型,从而实现识别和躲避障碍物的功能。通过地面色标、激光定位等方法,实现沿规划好的路径进行行走。

智能导览机器人可在巡迹行走过程中,对事先定位好的展品进行讲解。机器人体内具有温度、湿度、红外等环境传感器,可对室内环境进行监测。实现一定范围内的人与机器人自由对话,语音控制机器人的移动、肢体动作以及其他表演功能。

三、智能博物馆安防系统

基于物联网技术与人工智能技术的智能博物馆安防系统主要包括中心控制室、防入侵报警系统、视频监控系统、声音复核系统等内容。

中心控制室是智能博物馆安防系统的重要组成部分,要在控制室外安装报警探测器,通过探测器可以起到周界报警的作用,另外还附摄像机一同进行监视,中心控制室作为博物馆智能安防系统的中枢,选用多媒体平台对其进行操作。

防入侵报警系统是博物馆智能安防系统的核心内容,在加强防护的基础之上,也可以采用多种不同类型的探测器,加强对周边环境的保护。

入侵报警系统主要包括外周界防护、监视区防护、内周界防护、防护区防护、以及禁区防护。

智能化系统可以对人流进行方向规则,比如在正常情况下整个人流方向是顺时针走,如果有人逆方向进入和活动,可以发出报警信息,工作人员也可以给予重点关注。

智能视频也可以监测展物,如果展物一直在某一个位置没有移动换位置,那么一旦这个物体移动或者消失,就可以自动发出报警信号。也能检测遗留物,若物品本不属于这个博物馆内,遗留时间过长会被认为是参观者的遗留物或是恐怖分子留下的危险物,这些都可以及时提醒工作人员进行处理。

博物馆的智能化系统,可以提高整个安防系统的精确度和准确度,进而提高整个系统的工作效率。

四、360度全息幻影成像系统

360度全息幻影成像系统是用一种将三维画面悬浮在柜体实景中的半空中成像系统,也称为三维全息影像、全息三维成像,它是由透明材料制成的四面锥体,观众的视线能从任何一面穿透它,通过表面镜射和反射,观众能从锥形空间里看到自由飘浮的影像和图形。

四个视频发射器将光信号发射到这个锥体中的特殊棱镜上,汇集到一起后形成具有真实维度空间的立体影像。

360度全息幻影成像系统在博物馆虚拟展厅中常有应用,它可以使立体影像不借助任何媒介而直接投影于特定的空间,忠实地再现现实中的物体或复原出存在于远古的物体。

影像清晰可见、色彩还原度高,非常逼真,可以给受众以强烈的视觉冲击,仿佛置身其中,满足了受众对博物馆展览探索、猎奇的要求,提升了参观的体验性和娱乐性。

五、AR体验系统

AR(增强现实)是一种通过摄像头对现实三维空间进行定位,在现实影像上叠加虚拟影像的技术。

博物馆展品AR交互体验系统首先让观众通过手机或者平板电脑的摄像头影像识别出他正在观看的展品,接着对展品的三维空间位置进行实时定位,然后在手机或者平板电脑上启动一段关于这个展品的交互体验,如显示展品历史、显示相关展品等。

展品AR交互体验系统能极大地增强参观博物馆的趣味性。当观众在博物馆中游览时,他不再只是被动的接收信息,而是能主动同展品进行交互,从新的展览维度进行参观,提升展览效果。

六、VR虚拟场景交互系统

VR(虚拟现实)是一种可以让用户体验虚拟世界的数字仿真技术。

据美国Digi Capital预测,VR市场的规模在2020年将达到1500亿美金。习近平总书记在2016年G20峰会的主旨演讲中也把虚拟现实技术作为下一阶段产业革命的重点之一。

VR技术具有打破时空限制还原场景、交互性高、场景体验感强的特点,已经在博物馆、旅游等行业中得到广泛应用。

VR交互系统能够给博物馆带来巨大的变革,通过场景还原的方式让用户亲身体验不存在的场景。博物馆所展览的场景的都是存在于历史中的场景。

如何让一个现代人真的穿梭回历史中,体会一下古人的所见所闻所感?答案就是通过VR。通过高交互的方式向用户更有效的传达展览信息。

传统的博物馆展示以静态展览,导游解说和视频介绍为主。这些展览方式缺乏新意,容易流于枯燥。通过VR体验可以让用户参与场景体验和场景互动,与场景中的人互动。

从教育学的角度来说,这种让用户全身心参与的体验可以大大的提高用户的兴趣,从而提高信息传达的有效性,更好的实现博物馆的功能。

这种让用户全身心参与的体验可以大大的提高用户的兴趣,从而提高信息传达的有效性,更好的实现博物馆的功能。

智慧博物馆是博物馆未来发展的趋势,它将让人们体验到更开放、更具历史和文化温度的“活态”虚拟 现实空间。

文章:滕敦燕

排版;晨雅

点击“阅读原文”