寒冬腊月，远在我国西北大漠深处的敦煌最低气温已到零下20摄氏度。伴随晨光熹微，仍有很多的游客来到世界文化遗产地——敦煌莫高窟参观游览。天南海北的口音，交织着对千年文化艺术的向往。

数十年来，一代又一代文物保护工作者迎着大漠风霜和漫漫黄沙，日复一日、年复一年守护着敦煌文物。如今，文物保护日益信息化、数字化，航天技术也开始在文物保护领域“大显身手”，守护着古老的文化遗产。

春节前夕，记者前往敦煌研究院，在多场耦合实验室的模拟墓葬中了解智能机器人在墓葬壁画保护中的应用。

墓葬壁画保护难度更大——“按下葫芦浮起瓢”

敦煌研究院保护研究所副研究馆员张化冰介绍，壁画可大致分为石窟寺壁画、墓葬壁画、殿堂壁画以及馆藏壁画。

“才进来10分钟，手里拿的纸就已经变软了。”张化冰感叹，虽然西北地区空气干燥，但地下潮湿。用他的话说，进入潮湿且黑暗的地下墓穴，就像是进行了一场“鬼吹灯”的实景体验。

事实上，在真实的墓室门未被开启前，这里已经形成了密封的绝氧环境。墓穴一经发掘，墓葬壁画保存的原有环境平衡被打破，自然光照、温湿度波动、微生物和有害气体等因素都会对壁画造成一定影响。

对文物保护工作者来说，墓葬壁画原位保护一直是一个难点和热点。墓葬壁画因其墓室空间复杂、易滋生微生物等因素，使得原址保护难度增大。其中，对于微生物的防治，用传统的化学消杀方法无法做到广谱、高效，对操作人员和环境都会产生影响。

“微生物的群体庞大，那些被杀死的细菌经常成为另一些微生物的‘食物’，然后又出现了另一种细菌。”张化冰表示，之前的消杀工作往往是“按下葫芦浮起瓢”。

墓葬壁画保护新思路——造一个机器“消杀员”？

为解决墓葬壁画原位保护的问题，2020年，敦煌研究院牵头承担国家重点研发计划项目“墓葬壁画原位保护关键技术研究”，对不同类型墓葬壁画开展了墓葬壁画制作材料和工艺、典型病害劣化机理、墓室环境变化预测和控制、微生物产生机理及辐照灭菌方法等研究。

作为本项目的合作单位，中国科学院高能物理研究所根据需求研制了用于墓室壁画原位保护的智能移动式辐照灭菌装置，航天科技集团五院529厂承研了该装置的机械运动部分。

此前，辐照灭菌技术被广泛应用于医疗器材灭菌，超过60%的一次性医疗器材都采用了辐照技术灭菌。同化学灭菌剂相比，辐照灭菌具有穿透力强、灭菌彻底、不污染环境、能耗低等特点。

虽然529厂已开发平台车技术近10年，可以适应多种地面环境，但面对如此珍贵且不可再生的文物，如何在完成墓葬壁画微生物防治的前提下，不影响文物本体的安全，是研发团队面临的一个全新挑战。面对这个古老而又脆弱的“宝贝”，他们一开始心里也犯嘀咕。

从“天舟”到“墓葬壁画”——航天牌“文物保护员”

张化冰介绍，大型墓葬的主墓室常见结构是“侧壁＋穹顶”，其壁面因各种因素导致变得凹凸不平，因此在消杀的时候需要随时修正机械臂末端姿态，实现单次消杀光束覆盖率最大化。

针对高能物理研究所团队提出的“巧而精，安全当先”要求，经过集智攻关和研讨，529厂项目团队根据仿真墓室的构型，规划出了双车拼接平台的全墓室域工作站位与机械臂消杀轨迹，通过激光导航实现可移动机器人全系统的自动位置找准，实现平台小型化和精确控制。

与此同时，高能物理研究所进行电子束源系统、机械系统及安全联锁系统等控制系统集成，完成智能化移动式辐照系统开发，通过多智能平台的协同控制实现远程全壁画面辐照消杀，实现文物和人的双“安”保护。

在模拟的墓葬中，记者看到了这台机器“消杀员”。它携带的激光测距传感器和激光避障传感器具有自主避障功能，若存在障碍物，机器人便带动杀菌装置逐步后退至离障碍物20毫米以外，确保杀菌装置及壁画安全。这项技术之前在天舟货运飞船的舱体切边和卫星铣面时成功应用过。

在装置研发过程中，项目团队人员多次前往实验现场，他们也渐渐理解了敦煌文化的博大精深。

“虽然目前只能在模拟墓葬中看到它的身影，但一想到航天技术未来能够在文物保护领域发挥作用，为我们国家墓葬壁画的保护提供一些技术方面的保障和支撑，就觉得我们所做的一切都是有意义的。”529厂高级工程师徐建萍说。

（邓雨楠）