Diagnosticering af kunst acne i Georgia OKeeffes malerier

Selv Georgia O'Keeffe bemærkede de nålestore vabler, der boblede på overfladen af ​​hendes malerier. I årtier, naturbevarere og forskere antog, at disse små fremspring var sandkorn, sparket op fra New Mexico-ørkenen, hvor O'Keeffe boede og arbejdede. Men da fremspringene begyndte at vokse, spredes og flager til sidst af, folk skiftede fra nysgerrige til bekymrede.

Et tværfagligt team fra Northwestern University og Georgia O'Keeffe Museum i Santa Fe, New Mexico har nu diagnosticeret den mærkelige malingssygdom:De mikronstore fremspring er metalsæber, som følge af en kemisk reaktion mellem metalioner og fedtsyrer, der almindeligvis anvendes som bindemiddel i maling.

Inspireret af forskningen, holdet udviklede en roman, håndholdt værktøj, der nemt og ubesværet kan kortlægge og overvåge kunstværker. Værktøjet gør det muligt for forskere at omhyggeligt se fremspringene for bedre at forstå, hvilke forhold der får fremspringene til at vokse, krympe eller bryde ud.

"De frie fedtsyrer i malingens bindemedier reagerer med bly- og zinkpigmenter, " sagde Marc Walton, en forskningsprofessor i materialevidenskab og teknik i Northwesterns McCormick School of Engineering, som var med til at lede undersøgelsen. "Disse metalsæber begyndte at samle sig, skub overfladen af ​​maleriet op og form noget, der ligner acne."

"Hvis vi let kan måle, karakterisere og dokumentere disse sæbefremspring igen og igen med små omkostninger for museet, så kan vi se dem, mens de udvikler sig, " sagde Oliver Cossairt, en lektor i datalogi i McCormick, der ledede teknologiudviklingen. "Det kunne hjælpe konservatorer med at diagnosticere helbredet og ordinere behandlingsmuligheder for beskadigede kunstværker."

Walton, meddirektør for Center for Videnskabelige Studier i Kunsten, et samarbejde mellem Northwestern og Art Institute of Chicago, vil diskutere forskningsresultaterne og teknologien på en pressebriefing den 16. februar ved American Association for the Advancement of Science (AAAS) årsmøde i Washington, D.C.

Briefingen, "Kunstbevarelse udnytter avanceret videnskabelig knowhow, " vil blive afholdt kl. 9:00 EST på balkon A i Marriott Wardman Park.

Cossairt vil præsentere forskningen ved en videnskabelig session næste dag. Hans tale, "Diagnosticering af en malingssygdom med datalogi:Tilfældet med Georgia O'Keeffe, " er en del af sessionen "Medicin, Computer Science and Art:Learning Through Technology" (8 til 9:30 EST den 17. februar, værelse 2, Marriott Wardman Park).

AAAS videnskabelige session er arrangeret af Francesca Casadio, Grainger Executive Director of Conservation and Science ved Art Institute og meddirektør for Center for Scientific Studies in the Arts.

Farlig sygdom

Næsten alle Georgia O'Keeffes malerier har en vis grad af skade fra metalsæbedannelse. Mens nogle af tilfældene af "akne" er i tidlige udviklingsstadier og kun kan ses med ultraviolet billeddannelse, andre er mere avancerede og kan ses med det blotte øje. Konservatorer har restaureret nogle af malerierne, hvor skaden er mere udtalt, men fremspringene fortsætter med at vende tilbage.

"Hastigheden af ​​forringelse er et af de vigtigste spørgsmål i undersøgelsen, " sagde Dale Kronkright, leder af bevaring på Georgia O'Keeffe Museum. "Der synes at være en vis sammenhæng mellem antallet af gange, malerierne har rejst til offentlige udstillinger, og størrelsen og modenheden af ​​overfladeforstyrrelsen. Jo flere gange malerierne har rejst, jo mere sandsynligt vil det være, at fremspringene er større og flere."

Walton og hans team i Center for Scientific Studies in the Arts studerer, hvor hurtigt processen kan fremskride ved at inducere metalsæbeforringelse i surrogatmalerier. De har også årtiers detaljerede oplysninger fra Georgia O'Keeffe Museum, som dokumenterer de forskellige miljøer, som forskellige stykker har oplevet under rejsen og udstillet.

"Når vi har forstået, hvilken slags miljøforhold de har været i, hvilken slags relativ luftfugtighed, hvilken slags temperaturer, om de har været i direkte sollys, så kan vi foreskrive et bestemt miljø med særlige forhold, der vil tillade kunstværket at overleve over en meget lang periode, " sagde Walton.

Disse resultater kan også anvendes mere ud over O'Keeffes mesterværker. Sæbefremspring skader oliemalerier fra alle tidsperioder.

"Hvis vi kan løse dette problem, vi bevarer vores kulturarv for kommende generationer, " sagde Walton.

Fra science fiction til non-fiction

Cossairt sammenligner sit håndholdte værktøj med en Star Trek "tricorder". Fans af showet vil huske at se deres yndlingsfigurer bruge enheden i lommestørrelse til at spejde ukendte områder, undersøge livløse genstande og diagnosticere sygdom.

I stedet for at vurdere et menneskes (eller udlændinges) helbred, værktøjet udviklet i Cossairts laboratorium kan hjælpe med at diagnosticere et maleris helbred. Den bruger LCD-skærmen og kameraet, der allerede er tilgængeligt på smartphones og tablets. Med en simpel bølge hen over overfladen af ​​et maleri, appen fordøjer hurtigt arbejdets præcise, 3D overfladestruktur, eller metrologi. Det kan derefter trække værkets farve fra for at hjælpe forskere med at identificere eventuelle afvigelser i overfladeformen, der ikke kommer fra penselstrøg eller lærredstekstur.

"Det er ligesom 'tricorderen' af måleværktøjer, " sagde Cossairt. "Det kan give dig ekstremt nøjagtige mål, men det er også noget, du bare kan trække op af lommen."

Appen bruger lyskilden fra en mobilenhed – enten LED-blitz eller LCD-skærm – til at reflektere lys fra maleriets overflade og fange disse refleksioner med kameraet. Billedet behandles derefter af brugerdefinerede algoritmer udviklet på Northwestern af Aggelos Katsaggelos for at udtrække oplysninger om overfladeform.

"Vi indsamler en masse data på et effektivt, vellykket måde, men så skal dataene behandles, " sagde Katsaggelos, Joseph Cummings professor i elektroteknik og datalogi ved McCormick. "Teknologien bruger maskinlæring til at skelne, om tekstur er et sæbefremspring eller noget godartet som et penselstrøg. Derefter, for fremspringene, vi udtrækker statistik – tætheden, størrelse og form."

Sammenlign denne håndholdte enhed med den store, besværligt udstyr, der i øjeblikket er nødvendigt for at kortlægge et maleris metrologi. Den primære teknik, kaldet reflektans transformation billeddannelse, kræver en stor kuppel af flere lyskilder og et dyrt setup. Få museer kan investere i indkøb og vedligeholdelse af sådanne instrumenter.

"Vi forsøger at gøre det meget enklere, meget billigere og lettere tilgængelig for at sænke barrieren for brug, " sagde Cossairt.

Forskningen er støttet af National Endowment for Humanities.