Alex Kachkine sperimenta restauri con maschere digitali che possono essere rimosse
Restaurare un dipinto danneggiato in poche ore con una ‘maschera’ generata dall’Intelligenza Artificiale. Un nuovo metodo, che permette di restaurare i dipinti originali utilizzando pellicole create digitalmente e che possono essere rimosse. Questa l’idea vincente di Alex Kachkine, studente laureato in ingegneria meccanica al MIT, Massachusetts Institute of Technology. L’articolo è stato pubblicato lo scorso 11 giugno sulla prestigiosa rivista ‘Nature’.
La storia
Nel 2021, Kachkine si stava recando al MIT per iniziare il suo dottorato di ricerca in ingegneria meccanica. Era in automobile e stava percorrendo la costa orientale. Durante il viaggio, si impegnò a visitare quante più gallerie d’arte possibili lungo il percorso. Infatti, Kachkine restaura dipinti per hobby, utilizzando tecniche tradizionali di pittura a mano. Visitando le gallerie, si è reso conto che le opere esposte alle pareti sono solo una minima parte di quelle che le gallerie conservano. Gran parte delle opere che le gallerie acquisiscono viene conservata perché le opere sono invecchiate o danneggiate; e un restauro adeguato richiede tempo. Racconta Kachkine: “Sono appassionato d’arte da moltissimo tempo, fin da bambino. Restaurare un dipinto è divertente; è fantastico sedersi a riempire le cose e trascorrere una bella serata. Ma è un processo molto lento. Tutto ciò mi ha fatto pensare: se potessimo semplicemente restaurare un dipinto digitalmente e modificare fisicamente il risultato, ciò risolverebbe molti dei problemi e degli svantaggi di un processo manuale convenzionale”.
Il restauro nella tradizione
Il restauro di opere d’arte richiede mani ferme e un occhio attento. Per secoli, i restauratori hanno restaurato i dipinti identificando le aree che necessitavano di restauro, agendo su un’area alla volta. Spesso un dipinto può presentare migliaia di piccole aree che richiedono un’attenzione specifica. Di conseguenza, il restauro di un singolo dipinto può richiedere da poche settimane a oltre un decennio.
La tecnologia nell’arte oggi
Oggi la tecnologia permette di accelerare il processo di restauro. I ricercatori hanno sviluppato algoritmi di Intelligenza Artificiale che analizzano rapidamente enormi quantità di dati. Gli algoritmi apprendono le connessioni all’interno di questi dati visivi, che applicano per generare una versione restaurata digitalmente di un particolare dipinto, in un modo che si avvicini il più possibile allo stile di un artista o a un periodo storico. Tuttavia, tali restauri digitali vengono solitamente visualizzati virtualmente o stampati come opere a sé stanti e non possono essere applicati direttamente al ritocco dell’opera d’arte originale.
L’idea vincente di Alex Kachkine
Il restauro è stampato su una pellicola polimerica molto sottile, sotto forma di una maschera che può essere allineata e applicata al dipinto originale. Può anche essere facilmente rimossa. Kachkine afferma che un file digitale della maschera può essere archiviato e consultato dai futuri restauratori, per vedere esattamente quali modifiche sono state apportate per restaurare il dipinto originale: “Grazie alla registrazione digitale della maschera utilizzata, tra 100 anni, la prossima volta che qualcuno lavorerà su questo dipinto, avrà una comprensione estremamente chiara di cosa è stato fatto. E questo non è mai stato possibile prima nel campo della conservazione”.
Tecniche tradizionali per pulire il dipinto
Il nuovo metodo è stato applicato a titolo dimostrativo a un dipinto a olio del XV secolo gravemente danneggiato. Prima di tutto, nel nuovo sistema è previsto l’utilizzo di tecniche tradizionali per pulire il dipinto e rimuovere eventuali interventi di restauro precedenti. Cosa che è stata effettuata anche sul dipinto oggetto dello studio. Spiega Kachkine: “Questo dipinto ha quasi 600 anni ed è stato sottoposto a numerosi interventi di restauro. In questo caso c’erano parecchie ridipinture, che devono essere ripulite per vedere cosa c’è effettivamente”.
Una mappa intelligente
Lo studioso ha successivamente scansionato il dipinto pulito, comprese le numerose aree in cui la vernice era sbiadita o screpolata. Ha quindi utilizzato algoritmi di Intelligenza Artificiale esistenti per analizzare la scansione e creare una versione virtuale di come il dipinto probabilmente appariva nel suo stato originale. Kachkine ha quindi sviluppato un software che crea una mappa delle aree del dipinto originale che necessitano di riempimento, insieme ai colori esatti necessari per riprodurre la versione restaurata digitalmente. Durante il procedimento sono state identificate automaticamente 5.612 aree separate da riparare e sono state riempite con 57.314 colori diversi. L’intero processo, dall’inizio alla fine, ha richiesto 3,5 ore; una velocità che, secondo lo studioso, è circa 66 volte superiore rispetto ai metodi di restauro tradizionali.
Una maschera fisica
Questa mappa viene quindi tradotta in una maschera fisica a due strati, stampata su sottili pellicole polimeriche. Il primo strato è stampato a colori, mentre il secondo strato è stampato con lo stesso identico motivo, ma in bianco. Spiega Kachkine: “Per riprodurre completamente il colore, servono sia l’inchiostro bianco che quello colorato per ottenere l’intero spettro. Se questi due strati sono disallineati, è molto facile accorgersene. Quindi ho anche sviluppato alcuni strumenti computazionali, basati su ciò che sappiamo della percezione umana del colore, per determinare quanto piccola sia la regione che possiamo praticamente allineare e ripristinare”.
Dipinto fisico e file digitale
Kachkine ha utilizzato stampanti a getto d’inchiostro commerciali ad alta fedeltà per stampare i due strati della maschera, che ha accuratamente allineato e sovrapposto a mano al dipinto originale, per poi far aderire con un sottile spruzzo di vernice convenzionale. Le pellicole stampate sono realizzate con materiali facilmente solubili con soluzioni di grado conservativo, nel caso in cui i restauratori dovessero riportare alla luce l’opera originale danneggiata. Il file digitale della maschera può anche essere salvato come documentazione dettagliata di ciò che è stato restaurato.
Le sfide etiche
Nel caso del dipinto utilizzato da Kachkine, il metodo è stato in grado di colmare migliaia di mancanze in poche ore. Ricorda lo studioso: “Qualche anno fa, stavo restaurando un dipinto barocco italiano con perdite probabilmente dello stesso ordine di grandezza e mi ci sono voluti nove mesi di lavoro part-time. Più mancanze ci sono, migliore è questo metodo”. Il nuovo metodo può quindi essere molto più rapido dei tradizionali metodi. Tuttavia, Kachkine precisa che se il metodo verrà ampiamente adottato, i restauratori dovrebbero essere coinvolti in ogni fase del processo, per garantire che l’opera finale sia in linea con lo stile e l’intento dell’artista: “Ci vorrà molta riflessione sulle sfide etiche che caratterizzano ogni fase di questo processo per capire come applicarlo nel modo più coerente con i principi di conservazione. Stiamo definendo un quadro per lo sviluppo di ulteriori metodi. Man mano che altri ci lavoreranno, otterremo metodi più precisi”. Conclude Kachkine: “Ci sono molte opere d’arte danneggiate nei depositi che potrebbero non essere mai viste. Spero che con questo nuovo metodo ci sia la possibilità di vederne di più, cosa che mi farebbe molto piacere”.
Una rete per l’arte
Questo lavoro è stato in parte finanziato dal John O. and Katherine A. Lutz Memorial Fund. La ricerca è stata condotta in parte grazie all’utilizzo di attrezzature e strutture del MIT.Nano, con il supporto aggiuntivo dei MIT Microsystems Technology Laboratories, del Dipartimento di Ingegneria Meccanica del MIT e delle Biblioteche del MIT.
Immagine in evidenza: Scansioni del dipinto durante le varie fasi del restauro. A sinistra si vede il pezzo danneggiato, con il pannello centrale che mostra una mappa dei diversi tipi di danno presenti; le linee verdi mostrano spaccature complete nel supporto del pannello sottostante, le sottili linee rosse indicano importanti craquelure di pittura, le aree blu corrispondono a grandi perdite di colore, mentre le regioni rosa mostrano difetti più piccoli come graffi. A destra si vede il dipinto restaurato con la maschera di laminazione applicata. Credito: Per gentile concessione dei ricercatori.
