Materialüberwachung für Kunst und mehr

Der Wert des europäischen Kulturerbes wird über die Grenzen Europas hinaus von Millionen von Menschen geschätzt. Es dient als Inspiration für Kunstbücher, Textbücher und als Ziel für Wallfahrten von innerhalb und außerhalb der Grenzen des Kontinents. Die Überwachung des Kulturerbes nutzt fortschrittliche Messgeräte, Technologien und Protokolle, um die Auswirkungen von Zeit und Umwelt auf den Zustand der Kunstwerke mit molekularer Genauigkeit zu bestimmen.

Derzeit werden verschiedene Spektralbänder mit verschiedenen Techniken untersucht. Dies erfordert Manipulation, Transport und im Allgemeinen die Bewegung der Kunstwerke, wodurch das Risiko einer Beschädigung oder Verschlechterung zunimmt. Die neuartige kombinierte 3D- und Hyperspektral-Bildgebungssystem, das im Rahmen des EU-finanzierten Projekts "System for digitization and diagnosis in art applications" (SYDDARTA) entwickelt wurde, wird diese Art der Handhabung überflüssig machen und gleichzeitig bessere Informationen liefern.

Hyperspektrale Bildgebung kombiniert Spektroskopie und digitale Bildgebung. Eine Hyperspektral-Kamera erzeugt ein Bild, in dem jedes Pixel gleichzeitig Spektralinformationen enthält, die mehr als ein Band (von Frequenzen oder Wellenlängen) des elektromagnetischen Spektrums abdecken. SYDDARTA kombiniert 3D-Scan-Techniken für die volumetrische Digitalisierung mit Hyperspektral-Bildgebung im sichtbaren und nahen Infrarotbereich. Durch eine schmale Screening-Bandbreite wurden Präzision und Genauigkeit verbessert.

Der Prototyp besteht aus zwei optischen Kanälen für kombinierte 3D-Digitalisierung und hyperspektrale Datenerfassung. Das System implementiert fortschrittliche optische Technologie wie etwa digitale Lichtprojektoren, akustooptische abstimmbare Filter, abstimmbaren Flüssigkristallfilter und High-End-Brennebenen-Array-Sensoren für den sichtbaren und kurzwelligen Infrarotbereich.

Die Daten werden verarbeitet, um 3D-Punktwolken und Hyperwürfel zu erstellen, die direkt mit der Objektoberfläche und der chemische Zusammensetzung im Zusammenhang gestellt werden. Die hyperspektralen Daten werden für die automatische Klassifikation verwendet, um Substanzmischungen, Verschlechterung und Zersetzung nach durch den Benutzer definierten Werten zu identifizieren und zu quantifizieren.

Die Forscher testeten das SYDDARTA-System erfolgreich an einer Sammlung von Barockmalereien. Das System wird die Geschwindigkeit und die Genauigkeit der Analyse erhöhen und gleichzeitig die Kosten und die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des Untersuchungsobjekts reduzieren. Die Technologie wird voraussichtlich erhebliche Implikationen für die Konservierung und Authentifizierung von Kunst und Kulturerbe haben. Auch viele andere Märkte, darunter Agrar- und Lebensmittelüberwachung, Arzneimittelentwicklung und Qualitätskontrolle in der Fertigung werden angepeilt.