Произведения живописи ХХ века из собраний Третьяковской галереи теперь помогают реставрировать специалисты МФТИ. Разработанные в лабораториях Физтеха методы спектрального анализа, алгоритмы машинного обучения и искусственного интеллекта позволяют считывать молекулярный состав красочных слоев картин по сложным спектральным отпечаткам. Цель поддержанного РНФ совместного проекта МФТИ и Государственной Третьяковской галереи - развить неразрушающие методы физико-химического анализа произведений искусства XX века. Руководитель проекта доктор химических наук Виктор НАДТОЧЕНКО рассказал «Поиску», как современная наука помогает сохранить наследие художников.
– Виктор Андреевич, как родилась идея проекта? Как вы выстраиваете коммуникацию с искусствоведами и музейщиками?
– Мы сотрудничаем с Третьяковкой более пяти лет, с тех пор, как ректор МФТИ Дмитрий Ливанов и генеральный директор Третьяковки Зельфира Трегулова подписали соглашение о взаимодействии Физтеха и галереи. У нас сложились творческие взаимообогащающие отношения с отделом комплексных исследований и его руководителем кандидатом искусствоведения Юлианом Александровичем Халтуриным (на снимке).
Начиная с 2025 года, нами реализуется проект РНФ «Разработка методов исследований произведений живописи XX века из собрания Государственной Третьяковской галереи на базе существующей научной инфраструктуры мирового уровня оптической и электронной спектроскопии-микроскопии». Основная его цель - повысить точность идентификации материалов, что может быть использовано не только для атрибуции и датировки картин, но и для разработки более эффективных методов реставрации. Особое внимание уделяем исследованию многослойной структуры живописи (стратиграфии). Цель - лучше понять не просто комбинацию материалов, но и процесс создания произведения, а также оценить его текущее состояние. Перед нами стоит задача: проведя анализ красочных слоев картины, помочь реставраторам выработать подходы к восстановлению утрат и повреждений живописного полотна.
Наше взаимодействие со специалистами Третьяковки позволяет объединить экспертные знания в области истории искусства и современных физико-химических методов анализа, обеспечить комплексный подход для решения проблем атрибуции, консервации и реставрации живописи.
Основным исследовательским подходом является принцип междисциплинарности, то есть сочетание гуманитарного и естественно-научного знания. Потому в проекте участвуют искусствоведы, реставраторы, физики и химики высокой квалификации. Среди них - специалист высшей категории заведующая отделом реставрации Третьяковской галереи Елена Степановна Чуракова, главный научный сотрудник музея Юлия Борисовна Дьяконова. В работу вовлечены студенты и аспиранты МФТИ, молодые сотрудники Третьяковской галереи.
– Почему вы делаете акцент на искусстве XX века? В чем уникальность этого периода?
– Как говорят сами музейщики, художественная практика ХХ века - это прежде всего эпоха великих экспериментов. Она рождена глобальными изменениями: развитием науки, технологий, социальными сдвигами. Все это напрямую повлияло на искусство: художники ставили новые задачи, искали новые образы и выразительные приемы. Они начали активно использовать нетрадиционные, часто нехудожественные материалы, комбинировать нестандартные техники, сознательно или интуитивно меняя сами правила живописного процесса. Эти поиски новых форм и эффектов порой приводили к созданию произведений, которые с самого начала несли в себе элементы саморазрушения.
Сегодняшние исследователи и реставраторы сталкиваются с двойной сложностью: чрезвычайно запутанным строением этих работ и непредсказуемостью их старения. Реставратору такого искусства сегодня нужно быть универсалом: разбираться не только в истории искусств, но и в свойствах бытовых материалов, в химии, физике, чтобы понимать, как все это взаимодействует внутри одного объекта. Это колоссальный вызов.
Государственная Третьяковская галерея обладает обширной и значимой коллекцией национального искусства ХХ столетия, поэтому необходимой потребностью музейщиков стало ее изучение с применением естественно-научных методов. Наш проект направлен на решение этой задачи: мы помогаем повысить точность идентификации материалов для разработки более эффективных методов реставрации.
– Один из ожидаемых результатов вашей работы - создание «аналитического визуального образа» или «химического картирования» произведения. Можете объяснить, для чего это нужно?
– Представьте себе не просто фотографию картины, а ее многомерный послойный портрет, где для каждой точки, каждой песчинки пигмента толщиной в микрон известна полная информация: химический элемент, конкретное химическое соединение, его кристаллическая структура и даже то, какие молекулы находятся рядом с ним. Химическое картирование - это аналитическое создание визуального образа сложного по составу и структуре объекта путем одновременного определения пространственного распределения компонентов спектральной информации, химического состава и структуры. Особое внимание, как я уже говорил, будет уделено исследованию стратиграфии живописи, что позволяет лучше понять не только комбинацию материалов, но и процесс создания произведения, а также оценить его текущее состояние. Этот результат достигается через развитие целого комплекса методов.
– В чем преимущество вашего метода перед уже существующими способами реставрации хрупких произведений искусства? Можно ли гарантировать, что наночастицы не оставят следа на бесценных полотнах?
– Метод SERS (гигантское комбинационное рассеяние) с использованием наночастиц серебра или золота широко применяется в настоящее время для усиления сигнала комбинационного рассеяния и выявления химических компонентов в сложном составе. Некоторые компании для исследования поверхности методом SERS предлагают наносить плазмонные наночастицы в форме пасты. Эта методика малопригодна для работы с красочным слоем картины, так как паста может оставлять следы. В МФТИ разработана технология синтеза плазмонных наночастиц в камере плазменного разряда с последующим нанесением на поверхность по принципу сухой аэрозольной печати для создания микро- и нанометаллических структур. Эта методика обеспечивает SERS-эффект, но при этом не повреждает красочный слой: наночастицы легко убираются с поверхности после измерений, не оставляют следов. Мы считаем, что SERS-спектроскопия, комбинационная спектроскопия станет высоко востребованным аналитическим методом в области исследования культурного наследия живописных полотен.
– Какая роль в проекте отводится методам ИИ?
– В проекте ставится задача «химического картирования» экспериментальных микропроб, отобранных реставраторами с ценных произведений живописи для определения состава и структуры красочных слоев. Обработка структурных, химических и спектральных данных с таких проб будет осуществляться методами хемометрики и машинного обучения.
Мы также разрабатываем методы объективной оценки, которые заключаются в создании аналитического визуального образа. Этот образ для сложного объекта отражает одновременное пространственное распределение компонентов спектральной информации, химического состава и структуры.
Таким образом, ИИ станет важным и полезным инструментом для перевода сложных сырых спектральных данных в понятную и объективную визуальную модель, необходимую для исследований и реставрации.
– Когда результаты ваших исследований превратятся в конкретные методики, которые реставраторы Третьяковской галереи смогут использовать в своей повседневной работе?
– Проект носит прикладной характер. Мы создаем базы спектральных данных, разрабатываем конкретные протоколы отбора образцов и анализа, а также формулируем объективные критерии оценки состояния произведений. Это позволяет реставраторам перейти от субъективных оценок к точным выводам, основанным на наших данных.
Что касается будущего, то проект закладывает фундамент для создания новых инструментов исследования. Наши разработки в области безопасных методик, например, с наночастицами, могут стать основой для портативных музейных сканеров.
