Определить, где сделан старинный кирпич без всякого клейма и документов, теперь может нейросеть — ее точность достигает 95%. Такую модель построили исследователи Тяньцзиньского университета, опубликовавшие статью в журнале Heritage Science.
В Китае реставрация древних зданий стала национальным приоритетом, и главный расходный материал в ней — «синие» кирпичи: прочные сине-серые блоки, которые веками шли на стены городов, крепостей и дворцов. Для достоверной реставрации новый кирпич должен повторять исторический по происхождению, иначе пострадают подлинность памятника и совместимость материалов. Родину блока обычно ищут по клеймам и архивам, но клейма стираются, документы неполны, а ручная работа экспертов медленна и дорога.
Ученые «сняли показания» с 52 кирпичей из пяти мест: со стен старого Пекина, с участка Великой китайской стены у Яньцина, из «Средней столицы» династии Мин, из храмового комплекса в горах Удан и из Линьцина, где при Мин и Цин делали оброчный кирпич для императорских дворцов. Каждый образец проверили тремя способами: рентгеновской дифракцией, которая выдает минеральный состав, рамановской спектроскопией с ее «подписями» молекул и рентгенофлуоресцентным анализом, дающим набор химических элементов.
Нейросеть-сжиматель упаковала тысячи точек спектров в несколько обобщенных признаков, к ним добавили концентрации 15 элементов, а недостающие образцы редких групп синтезировали прямо в сжатом пространстве. Обученный на этих данных «случайный лес» и стал финальным судьей.
На проверочной выборке алгоритм угадал происхождение 19 кирпичей из 20. Химические элементы, на которые опирается нейросеть, почти не меняются при обжиге и выветривании, сохраняя геохимический адрес исходной глины. Без этого блока данных точность алгоритма падала до 63%.
Минеральный состав, в свою очередь, выдает технологию обжига: тот самый сине-серый цвет кирпичи получают, когда печь герметично закрывают и «томят» при недостатке кислорода. Так железо в глине переходит в низковалентные сине-серые формы. Авторы предлагают использовать модель в реставрации для быстрого подбора совместимого кирпича, а сам подход — распространить на керамику и другие исторические материалы.
Ранее сообщалось, что на кирпичах бывшего Электрозавода найдены клейма разных производителей.