長(zhǎng)城修繕不比其它可放在室內(nèi)完成的文物修繕，其修繕過(guò)程從勘察到施工都存在著極大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的勘察手段十分原始，大部分工作需要工作人員親歷親為，如進(jìn)行田野調(diào)查、整合地理信息成果、整理圖像數(shù)據(jù)等。修繕施工需遵循著「修舊如舊」的文物修繕原則，而傳統(tǒng)勘察手段極難滿足修繕施工所需要的數(shù)據(jù)。

　　2014 年，國(guó)家文物局印發(fā)了《長(zhǎng)城保護(hù)維修工作指導(dǎo)意見(jiàn)》。《意見(jiàn)》強(qiáng)調(diào)了長(zhǎng)城保護(hù)的這一原則，稱(chēng)「長(zhǎng)城保護(hù)維修必須保持長(zhǎng)城的原形制、原結(jié)構(gòu)，優(yōu)先使用原材料、原工藝」。

　　在勘察階段，傳統(tǒng)的勘測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)源以田野調(diào)查為參考，以整合處理的基礎(chǔ)地理信息成果為基礎(chǔ)，并結(jié)合了彩色數(shù)字正射影像。2006 年，中央政府發(fā)布了《長(zhǎng)城測(cè)量?jī)?nèi)容與方式》一文，文中介紹了更先進(jìn)的測(cè)量工作主要由「飛機(jī)遙感實(shí)測(cè)長(zhǎng)城」結(jié)合人工完成的遺址土壤鑒定、通過(guò)地理信息系統(tǒng)技術(shù)還原長(zhǎng)城全貌、以及通過(guò)全球衛(wèi)星定位技術(shù)定位地理坐標(biāo)這三類(lèi)途徑完成。

　　傳統(tǒng)的勘察手段完全不能保證還原精度，而由人工完成對(duì)大量圖片的處理讓勘察過(guò)程就耗時(shí)驚人，為后續(xù)的修繕施工帶來(lái)了諸多不便，也并不能完全滿足施工需求。而傳統(tǒng)的勘察手段只能局限于人可以踏足的部分，那些人類(lèi)難以涉足的處于險(xiǎn)峻之地的長(zhǎng)城，我們能做的曾非常少。

　　英特爾與文?；饡?huì)合作的首個(gè)項(xiàng)目就是利用英特爾人工智能技術(shù)修繕幾百年來(lái)從未用技術(shù)手段系統(tǒng)修繕過(guò)的箭扣長(zhǎng)城。英特爾的解決方案將是一個(gè)全新的探索，先進(jìn)的無(wú)人機(jī)航拍和人工智能技術(shù)將被投入勘測(cè)、3D 建模及數(shù)字化修復(fù)、及修繕工程人力物力成本估算等多個(gè)步驟，英特爾的計(jì)算技術(shù)將深度參與其中。

　　英特爾的方案是，基于 Xeon 至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器、英特爾固態(tài)盤(pán)，同時(shí)結(jié)合 OpenMP/MPI 并行優(yōu)化技術(shù)，采用針對(duì)英特爾 CPU 優(yōu)化的英特爾?深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)核心函數(shù)庫(kù)（MKL-DNN），以及面向英特爾架構(gòu)優(yōu)化的深度學(xué)習(xí)框架 Tensorflow 等工具，高效地實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)城 3D 建模和數(shù)字化修復(fù)，并達(dá)到厘米級(jí)精度的效果。

　　英特爾至強(qiáng)服務(wù)器，為人工智能的開(kāi)發(fā)者提供了全套的開(kāi)發(fā)工具鏈，允許開(kāi)發(fā)者根據(jù)深度學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)復(fù)雜度對(duì)內(nèi)存的需求按需配置。在此基礎(chǔ)上，英特爾中國(guó)研究院和武漢大學(xué)將開(kāi)發(fā)出長(zhǎng)城缺損/裂縫識(shí)別與定位，數(shù)字化修復(fù)的深度學(xué)習(xí)算法，包括長(zhǎng)城缺損/裂縫識(shí)別與定位，及長(zhǎng)城數(shù)字化模型虛擬修復(fù)。

　　針對(duì)損毀及裂縫類(lèi)型，研究人員在正常的和損毀的長(zhǎng)城 3D 模型上進(jìn)行樣本采集和標(biāo)定，獲取足夠多的樣本數(shù)據(jù)，用于訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，并針對(duì) 3D 模型的不同視角的 2D 視圖和剖面圖，進(jìn)行大量數(shù)據(jù)樣本的訓(xùn)練分析，形成對(duì)典型損毀模式的識(shí)別能力。

　　當(dāng)一段長(zhǎng)城的損毀部位識(shí)別出來(lái)之后，AI 就會(huì)進(jìn)行數(shù)字化的虛擬修復(fù)，在損毀的模型上生成 3D 的修復(fù)效果和磚墻紋理，并獲得物理修繕?biāo)璧墓こ塘康臄?shù)據(jù)，作為對(duì)物理修繕的參考建議。在數(shù)字化修復(fù)中，大運(yùn)算量的 2D/3D 模型生成技術(shù)將得到應(yīng)用。無(wú)論是 2D 還是 3D 模型的生成網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，其數(shù)據(jù)輸入量和運(yùn)算量都是驚人的，只有英特爾至強(qiáng)服務(wù)器能夠提供完整的支持。

　　英特爾 AI 的數(shù)字化修復(fù)會(huì)遵循「修舊如舊」的文物修繕原則，為長(zhǎng)城修繕工程提供詳細(xì)的位置、效果和所需工程量的估計(jì)，作為實(shí)際工程有效的參考和對(duì)照。

　　有了英特爾人工智能技術(shù)的參與，勘測(cè)過(guò)程中不再需要工人飛檐走壁冒生命危險(xiǎn)實(shí)地查看長(zhǎng)城的損毀情況。依靠英特爾人工智能技術(shù)達(dá)到厘米級(jí)精度的 3D 建模和數(shù)字化修復(fù)手段將是長(zhǎng)城保護(hù)的新出路。本次合作為未來(lái)人工智能技術(shù)在文物保護(hù)方面的應(yīng)用的拓展提供了良好的技術(shù)思路啟發(fā)。

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