科奇大学研究人员开发了一种结合摄影测量、数字建模、3D打印和嵌入式传感器的保护方法，以替代考古双耳瓶缺失的部分。定制填料还可以监测影响文物的环境和物理变化，为保护和长期保存提供系统化的方法。

想象一下从海底打捞出一个千年历史的双耳瓶。经过数百年的水下生活，它可能出现裂痕、结垢或缺失的部分。如何在不造成进一步损坏的情况下重建它？修复人员如何在展示或存放后继续监控其状况？

几个世纪以来，修复师们通常使用石膏来替换缺失的陶瓷文物部分。虽然这些修复有效，但无法提供可能随时间威胁物体的环境变化或物理应力的信息。

科奇大学的考古学家和工程师团队提出了不同的方法。在发表在《文化遗产杂志》上的一项研究中，研究人员描述了一种结合摄影测量、数字建模、增材制造和嵌入式传感器的方法，以为受损考古陶瓷制作定制的“智能”填充。

该研究由萨凡纳·乌拉利安·毕晓普、穆南·阿尔沙德、伊斯梅尔·拉佐卢、马修·哈普斯特和哈马德·尤尔·雷赫曼共同完成，合作对象包括科奇大学的穆斯塔法·V·科奇海事考古研究中心（KUDAR）和制造与自动化研究中心（MARC）。

Munam Arshad博士在KUDAR实验室进行传感器测试。图片来源：Koç大学

这个过程从一台相机开始。数百张重叠的双耳瓶照片通过摄影测量软件合成，创建精确的数字三维模型。研究人员随后可以数字化重建缺失的部分，并利用3D打印技术制作定制填充物。

然而，与传统石膏修复不同，打印填充物可以集成传感器。这些传感器设计用于检测温度、湿度、pH值和物理应力的变化——所有这些都可能影响考古文物的稳定性。由于传感器直接集成在修复过程中，而非部署在博物馆其他位置，因此能够提供影响单个文物的具体状况信息。

湿度、温度或应力的变化会导致盐分迁移、变形、微裂缝及其他形式的劣化。感应填土不仅能让修复人员重建缺失的部分，还能监测修复后潜在的风险。

研究人员利用两个收藏的海事双耳瓶开发并测试了该方法：从晚期拜占庭查马尔蒂·布尔努一世沉船中回收并陈列于土耳其班德尔玛考古博物馆的贡塞宁IV型双耳瓶，以及意大利米诺里罗马与古物馆收藏的阿马尔菲海岸混合陶罐。

博物馆的初步测量显示，集成传感器能够记录每日温度和湿度的变化，以及应力传感器检测到的力模式。本研究主要呈现并评估方法论;后续研究将探讨其结果、实际应用及成本效益。

该方法旨在建立一个可重复的流程，用于记录考古陶器、重建缺失部分并监测其稳定性。它对海事文物尤其有价值，因为这些文物通常需要个体化处理，因为水下会经历机械、化学和生物劣化。

通过结合保护、考古和工程，该方法使替换部件不仅仅是被动修复。3D打印填充成为系统的一部分，既能恢复文物形态，也能提供其状况信息，支持其长期保存。