科技进化生活!尽管高科技正在改善着我们当下的生活,也即将为我们未来的生活带来诸多好处,但却不能忽略它在揭开那些未知的历史谜团中发挥的作用。在卓越科技的帮助之下,越来越多的历史谜团被揭开。在这一过程当中,我们再一次见证了高科技仪器的重要作用。但是,现阶段仍旧有很多谜团等待我们去揭开——寻找开创了横跨欧亚大陆蒙古帝国的元太祖成吉思汗的陵墓就是其中之一。
隐藏了近8个世纪,成吉思汗陵墓到底在哪里,至今仍然成谜。据说,1227年成吉思汗死于中国的六盘山附近,然后被埋葬在现今蒙古国的东北地区。因为实行秘葬,没有任何标记,所以具体在哪里无人知晓。为了解开这个谜团,一路研究人员在美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校(UCSD)的艺术、建筑、考古等交叉学科研究中心的带领下,开始了这古老陵墓的探索之旅。而他们的秘密武器就是一系列的高科技玩意,包括无人驾驶飞行器、先进的卫星图像采集以及3D显示器等。有了它们真的能找到陵墓吗?我不知道,不过见识一下他们是怎么看待这些武器的威力吧!
Google Earth也在用的GeoEye
对于这种无标志、无记载的陵墓,要寻找它和大海捞针没什么两样。尽管考古学家们基本认同它就在蒙古的东北地区,但是也不能像没头的苍蝇四处乱撞吧。这个时候,您会发现有卫星图像是件多么幸福的事情。通过卫星图像,可以很清晰的看到地面的东西,再在这些图像上应用数据挖掘算法,扫描一些异常形态。比如,发现一些反常的地理几何形态等,也许就是墓地可能所在。当然,这仅仅是整个漫长探索过程的第一步。
目前,GeoEye的轨道上有3颗卫星,分别Ikonos、GeoEye1 和OrbView 2。而他们的客户从政府到盈利公司都有。众所周知,GeoEye1的卫星图片就用在大名鼎鼎的Google Maps和Google Earth。而在这次探索过程,科研人员将使用Ikonos卫星采集的图像。Ikonos卫星是10年前发射的,目前在423英里外的高空。能够拍摄分辨率精确到1米的彩色图像。它将对准成吉思汗陵墓可能存在的区域进行拍摄,然后将卫星图像交由GeoEye位于丹佛的办公室进行处理。
分辨率精确到一米的中国四川省的紫坪铺大坝图片,由GeoEye的IKONOS卫星在大坝被5.12大地震破坏前几个月所拍摄的图像。
无人驾驶飞行器(UAVs)
除了使用卫星图像进行宏观的探测,那些深入到蒙古地区实地考察的考古人员还将使用2架无人驾驶飞行器(UAVs)去获取更为详细的图片数据。这两架光谱飞翼UAV采用GPS导航系统,一般在400到600英尺的海拔飞行,能够在同一时间采集实时数据流和捕获静态图像。它们都使用一种聚苯乙烯和玻璃纤维综合的材料制成,并且在机身外覆有防弹材料,所以在恶劣的环境下使用也不容易损坏。飞行器上有定制的高级相机,既可以取得红外线图像也可以拍摄全彩色图像。
值一提的是,这种无人驾驶飞行器属于非保密性质的,任何人都可以访问它采集的图像。不像以往的那些政府使用的UAV,图像只有经过解密才能被大多数人看到。这次考古人员用的UAV采集的数据完全开放,采集好之后,只要把它上面的SD卡拔出,连接到一台PC就可以浏览了。
创建计算算法(Creating a computational algorithm)
既然是算法,所以并不是考古人员使用的精良硬件设备,而是协助数据分析处理的软件。它受益于UCSD的博士生Luke Barrington发布的一个名为Herd it的Facebook App,通过它用户能够对所听的音乐进行分级和分类。Herd it使用的是一种机器学习算法,通过用户的训练让它学习自动产生分类算法,而不是用户自己去设置分类。
机器学习算法的关键部分之一就是用户需要用一些强有力的例子去培训它,让机器学习并形成算法,去发掘一些一致性信息,再进行归类。实际上,这正是寻找成吉思汗陵墓非常需要——面对大量的卫星图像,如何将含有一致性信息的图像筛选归类,并找到那些异常特征的图像工作显然无比巨大。因为大家并不知道自己要找的东西到底在哪,长什么样。所以就需要创建一个计算算法,用一些异常或非自然的现象去训练它,然后让它去完成众多图像的分类、分析工作。
巨型显示器墙壁HIPerSpace
卫星图像涵盖多少信息真的很难估算或描述,特别是对于考古人员来说,它们不知道成吉思汗陵到底是什么样,所以很容易遗漏这些图像上的一些关键信息。为了更清楚直观的观察这些图像,研究人员采用了HIPerSpace——一面由许多显示器组成的巨墙。HIPerSpace由70片分辨率均为35840X8000像素的30英寸戴尔显示屏组成,分辨率可说是世界最高。
同时为了处理图形,该系统拥有80个NVIDIA Quadro FX 5600图形处理单元。从理论上讲,整个系统的计算能力能达到每秒40万亿次浮点运算。利用它来仔细研究实时采集的蒙古地区空中照片,连最小的细节也看的清清楚楚,那就不怕遗漏任何可以帮我们揭开陵墓秘密的线索。
虚拟3D空间StarCave
当然,仅有世界上最大的显示墙还不够,那么是时候让StarCave 亮相了——一个五面的3D虚拟房间,在这里科学模型可以在观看者周围一圈360度的屏幕上显示。StarCave由15面竖立的屏幕和两个底面屏幕组合成一个房间,分辨率超过了6.8千万像素。整个五边形的房间每一面有3个屏幕,脚底和头顶的屏幕从边缘向中心都以15度的角度渐变,使得立体感更强。它使用了34块NVIDIA专业显卡来生成图像,再加上34个高清晰度投影仪,来产生左眼和右眼的视觉效果,最终形成三维图像。
因为不可能所有的研究分析人员都跑去实地探测,所以我们利用StarCave让他们犹如置身实地,结合“实地”观察,更好分析和利用前面所得到的各种数据。站在StarCave中,研究人员使用三维偏振眼镜观可以观看他们看前面、后面甚至是下面的图片,甚至可以穿越建筑物(当然那是虚拟的建筑物)。
迄今为止,我们使用了这么多科技手段,成吉思汗的陵墓还能继续神秘的隐藏吗?这不是没有可能。毕竟成吉思汗的陵墓没有设置任何标记,就算相传有一条河流过它,它依然像是一个看不到的“禁区”,无法被发现。尽管考古学家和科学家们都努力的去寻找,却无法预知这个神秘隐藏的帝王陵墓与现在高科技之间的较量,究竟谁输谁赢。 我们只能满怀期待,科技的进步真的能够帮助我们破解这个隐藏了八个世纪的谜团。