基于AI辅助的数据驱动方法研究历史羊皮纸的制作、降解与起源

【项目介绍】 羊皮纸是一种由处理过的动物皮制成的书写材料，几个世纪以来一直用于记录法律文件等重要文献。在欧洲和西亚，约从4世纪到15世纪，它是主要的书写载体。理解这一重要材料的起源、制作和降解过程将有助于保护欧洲文明的文字记录。

羊皮纸由动物皮加工而成，是一种主要含有胶原蛋白的纤维材料，像任何生物材料一样会随时间降解。几个世纪以来，羊皮纸中的胶原蛋白会发生变性（通过氧化和水解），最终可能导致明胶化。识别羊皮纸来源的动物物种（牛犊、绵羊或山羊），结合手稿的制作及其经济价值，催生了一门新学科：生物手稿学（biocodicology）。动物学质谱分析（ZooMS）作为一种侵入性技术，长期以来被用于分子水平的考古样本动物物种识别，其更新的微侵入变体（eZooMS）已应用于历史手稿研究。最近，在一项有限的初步研究中，应用于反射光谱非侵入性光学技术的机器学习（ML）成功识别了历史手稿中的物种，展示了AI辅助的非侵入性光学技术在羊皮纸研究中的潜力。

在本项目中，我们将把非侵入性分析的应用扩展到更广泛相关模态的成像方法，如反射和荧光高光谱成像，以记录羊皮纸和手稿的统计变化，从而提高机器学习或AI分析的准确性。三维形貌和断层信息将使用光学相干断层扫描（OCT）这一非侵入性成像方法进行记录。目标是开发一个工作流程，利用多模态和多尺度（从微观到宏观）非侵入性成像技术来捕获相关信息，例如与动物物种、年龄、动物使用的部位、降解和制造工艺差异相关的信息。将开发一种基于AI的方法来解析这些信息。在可能的情况下，将采集样本进行更精确的蛋白质组学分析作为参考并验证结果。为了训练AI模型，本项目将以数据驱动的方式进行，将分析大量羊皮纸/手稿收藏，这只有通过非侵入性成像技术才能实现。将比较不同日期的手稿，从暴露于大气环境的羊皮纸区域到手稿内部区域，以理解各种标记物。将在具有不同制造传统的比利时和英国历史档案馆进行测量。该项目将有助于我们理解最重要的书写材料之一——一种基于羊皮纸的文献断代方法，并提供材料保存状态的调查。

学生将有机会在诺丁汉特伦特大学（Nottingham Trent University）的考古学、艺术史与保护成像与传感实验室（ISAAC Lab，https://www.isaac-lab.com/）工作，并参与那慕尔大学（University of Namur，比利时）的文化遗产人工智能（PHOENIX）合作研究项目（https://arc-projects.unamur.be/phoenix/index）。

【申请要求】 具有物理科学/生物信息学背景，对遗产科学（包括保护科学、考古科学）感兴趣的有动力的学生。

【导师团队】 Haida Liang 教授，haida.liang@ntu.ac.uk Olivier Deparis 教授，olivier.deparis@unamur.be Natasha Hodgson 博士，natasha.hodgson@ntu.ac.uk Alexandre Mayer 教授，alexandre.mayer@unamur.be

【资助信息】 本博士研究生项目由英国诺丁汉特伦特大学和比利时那慕尔大学联合资助。资助涵盖学费和生活津贴。成功候选人将在两所大学注册。

【其他重要信息】 请登录我们的申请门户网站获取指导并在线提交申请。

诺丁汉特伦特大学致力于建设包容性文化，鼓励、支持和庆祝研究人员多元化的声音和经历。我们欢迎您带来的独特贡献，并鼓励来自代表性不足的社区和背景的人员申请本项目。