Использование цифровых технологий в индустрии гостеприимства как инструмента популяризации и охраны культурного и природного наследия России

Совокупность всех материальных и духовных культурных достижений общества, исторический опыт, созданный прошлыми поколениями и передающийся следующим поколениям как нечто ценное и почитаемое в совокупности определяет понятие «культурное наследие», по структуре разделяемое на материальное и нематериальное, а материальное в свою очередь делится на движимые и недвижимые объекты [1]. Каждый гражданин согласно Конституции Российской Федерации имеет право на участие в культурной жизни, и иметь доступ к культурным ценностям, вместе с тем обязан заботиться о сохранении исторического и культурного наследия, беречь памятники истории и культуры [2].

Развитие индустрии гостеприимства оказывает непосредственное влияние на увеличение туристского потока и как следствие количество посещений объектов культурного и природного наследия. В России культурный туризм является одним из основных – более 70% всех маршрутов предполагают посещение объектов культурного и природного наследия, а также исторически сложившихся тематических культурно-массовых мероприятий. Строительство новых современных гостиничных предприятий, расширение дорожно-транспортной инфраструктуры, доступность предприятий общественного питания, улучшение и стандартизация качества предоставляемых туристских услуг и внедрение культуры сервисного обслуживания – факторы развития не только экономики страны в целом, но и вовлечение большего количества людей к приобщению и сохранению уникальных культурных традиций и исторических памятников.

Цифровые технологии, охватившие все сферы деятельности человека, успешно интегрируются и в индустрию гостеприимства, еще теснее объединяя ее с охраной культурного и природного наследия. Современные инновационные технологии используют целый ряд цифровых инструментов: от мобильных приложений и чат-ботов для обслуживания гостей до аналитики данных для персонализированного маркетинга. Жизнь современного человека делится на два мира – реальный и виртуальный, следствием чего стало появление искусственного интеллекта.

Искусственный интеллект (далее – ИИ) – это способность компьютерной системы имитировать когнитивные способности человека, анализировать закономерности, создавать визуальное искусство, писать стихи, сочинять музыку, фотографировать, а также интерпретировать сигналы мозга и создавать речь, обучение которого организованно по принципу нейронных сетей (по аналогии с человеческим мозгом).

Ежегодно в России увеличивается количество компаний – разработчиков ИИ-систем, получивших государственную поддержку в рамках федерального проекта «Искусственный интеллект» и в ноябре 2024 года достигло 935 единиц [3]. Наиболее часто российскими компаниями используется тип решения на базе ИИ виртуальные помощники – 38%, второе и третье место разделили прогнозный анализ и машинное обучение ( Рис.1 ) [4].

Современные технологии, включая цифровизацию объектов культурного наследия и использование ИИ, открывают новые горизонты для сохранения и демонстрации культурных ценностей. Например, с помощью инструментов ИИ можно обрабатывать и анализировать большие объемы информации о культурных объектах, выявляя закономерности и тенденции, создавать персонализированные туристические маршруты, учитывающие интересы и предпочтения туристов, и помогать в управлении культурными учреждениями, оптимизируя процессы обслуживания и взаимодействия с посетителями (Рис. 2).

Цифровизация и внедрение ИИ затронули уже все стороны экономики и общественной жизни современного человека, востребованность которых возросла в связи с современной геополитической ситуации и пандемии коронавируса COVID-19. После научно-технологического прорыва 2022–2023 гг., ознаменованного появлением удобных цифровых продуктов (ChatGPT, GigaChat, YandexGPT) снизились барьеры использования ИИ, благодаря чему эти технологии получили по-настоящему массовое применение. Согласно ежегодному опросу ВЦИОМ в 2024 году 63% россиян применяют ИИ в повседневной жизни, а 54% сограждан относятся технологиям позитивно, как к помощнику человека [5].

Современные технологии ИИ дают возможность в распознавании и классификации объектов искусства и исторических артефактов, алгоритмы анализируют характерные черты и стили, выявляя подделки путем сравнивая мельчайших деталей в изображениях, такие как кистевые мазки художника, что и позволяет установить авторство или датировать произведение с высокой степенью точности. Для классификации и анализа археологических находок ИИ может помочь определить происхождение, возраст и даже назначение древних найденных предметов, анализируя их форму, материал и украшения, значительно облегчая работу археологов, ускоряя процесс идентификации артефактов.

Один из проектов, реализуемый в настоящее время Институтом археологии РАН с использованием ИИ это – создание «Археологического атласа России» с целью получения доступной информации об объектах археологического наследия (городищах, курганах, грунтовых могильниках, древних погребениях, селищах, стоянках, каменных изваяниях, стелах, наскальных изображениях, остатках древних укреплений, производствах, каналах, судах, дорогах, местах совершения древних религиозных обрядов, культурных слоях и др.). Проект направлен на сбор, анализ и визуализацию данных об археологических памятниках страны, а ИИ используется для обработки археологических находок, их классификации и включения в единую базу данных, что позволяет ученым и исследователям легко получить доступ к информации о древних объектах. «Археологический атлас России» постоянно дополняется и в него постепенно будут внесены данные обо всех исследованных памятниках археологи. Система визуализации предназначена для получения информации об объектах археологического наследия на цифровой карте ( Рис.3) [7].

Представляя собой интерактивную цифровую карту, на которой отмечены объекты археологического наследия, имея следующие возможности для пользователей: просмотр объектов на цифровой карте, поиск по различным критериям и получение дополнительной информации, включая доступные отчеты об исследованиях.

Одним из важных направлений ИИ является анализ состояния объектов культурного наследия, выявление степени их повреждения и разработка рекомендаций по восстановлению. С помощью заложенных алгоритмов и компьютерного зрения ИИ возможно детектировать трещины, отслоения, изменения цвета и другие дефекты на поверхности объектов, помогая специалистам более точно оценить состояние артефакта и разработать оптимальный план его реставрации.

В работе с древними текстами ИИ может служить для восстановления стертых или поврежденных участков документов, программы, обученные на больших корпусах текста, способны предсказывать наиболее вероятное содержание недостающих фрагментов, опираясь на контекст и структуру текста. Это значительно облегчает работу исследователей, помогая восстановить и прочитать древние рукописи, а также сохранить их для будущих поколений.

Для картин и скульптур ИИ используется для анализа методов и материалов, применяемых художниками, что позволяет подобрать наиболее подходящие материалы и техники для реставрации, а также моделировать предполагаемый оригинальный вид объекта, что особенно ценно при восстановлении сильно поврежденных или неполных произведений, повышая точность и качество реставрационных работ, а также сократить время их выполнения.

С начала 2023 года в Вологодской области, идет процесс обучения нейросети Stable Diffusion, чтобы восстановить уникальные фрески собора Рождества Богородицы великого русского мастера Дионисия Мудрого 1502 года (включен в список всемирного культурного наследия ЮНЕСКО), дошедшая до нашего времени почти в полном составе и подлинном виде с начала XVI века. Возможности нейронных сетей в реставрации фресок изучают сотрудники Института космических исследований РАН, предварительно сделав мультиспектральную съемку росписей собора. В работе у специалистов находятся изображения Спаса Вседержителя, праматери Евы, одного из праотцов человечества Мафусаила, прославившегося своим долголетием (согласно Библии, прожившего 969 лет) и другие лакуны во фресках которых вызваны и временем, и человеческим фактором (Рис. 4). По оценке экспертов Института космических исследований РАН, нейросеть в целом хорошо справляется с «ретушированием» и малых, и значительных потерь, ей удалось восстановить не только фоновый цвет и повторяющиеся узоры, но и фрагменты фигур святых, направление взгляда и положение рук, но при этом еще есть неточности и ошибки, например, в пропорциях [8].

Музей фресок Дионисия хотят увидеть очень многие, в связи с этим собор полностью был оцифрован, в результате чего создана его 3D-модель, дав возможность всему миру посетить его онлайн. Проект реконструкции с помощью нейросети еще в работе и останется цифровым, дописывать утраченные части фресок на подлинных древних стенах не будут.

Такие проекты подчеркивают важность инструментов ИИ в сохранении и восстановлении культурного наследия, благодаря которым повышается не только точность и эффективность реставрационных работ, но и открываются новые перспективы для познания истории, культуры и искусства. Основное преимущество нейросети перед человеком – это беспристрастность, если загрузить в нее максимально возможный объем информации, она более точно воспроизведет оригинал, а у любого реставратора свое видение результата работы которую он воплощает в жизнь.

Для привлечения посетителей культурные пространства активно используют AR-технологии дополненной реальности, позволяющие «оживить» объект экспозиции, направив на него камеру смартфона, добавляя виртуальные объекты к тому, что человек видят в реальности. AR-технологии «дополняют» реальность, создают и реконструируют любую среду, выстраивают визуальный ряд, позволяют детально рассмотреть экспонаты и не сохранившиеся объекты. Также AR активно используется для обучения специалистов, предоставляя им возможность тренироваться на виртуальных моделях до работы с оригинальными объектами. Минкульт России в рамках реализации нацпроекта «Культура» запустил цифровую платформу «Артефакт» позволяя всем государственным и муниципальным музеям России создать своих мультимедиа-гидов с применением AR-технологий. Полный список экспозиций, доступных в режиме AR опубликован на платформе, пользоваться которой можно не только на онлайн-экскурсии, но и на реальной – наведя камеру телефона на экспонаты. Приложением пользуются более 300 тыс. человек, на платформе доступно более 2 тыс. музеев, 370 выставок и 30 тыс. экспонатов [9].

В 2023 году запущен пилотный виртуальный маршрут, в формате дополненной реальности, созданный Государственным биологическим музеем имени К.А.Тимирязева и проектом «Узнай Москву» и по павильону № 31 «Геология» на ВДНХ. AR-экскурсия подразумевает посещение шести точек маршрута с интерактивными гидами – об истории музея рассказывает цифровая копия русского ученого К.А.Тимирязева, а в экспозицию вошли растущие кристаллы, примеры применения биотехнологий, робототехники и ИИ, имитирующего жизнь (Рис.5). AR-маршрут был создан при помощи безмаркерной облачной технологии – местоположение пользователя определяет не GPS, а камера смартфона [10].

Еще одним популярным направлением отрасли выступают VR- технологии, которые позволяют погрузить человека в иммерсивный виртуальный мир при использовании специализированных устройств. Для перехода из реального в виртуальный мир необходимо использовать VR-очки, VR-костюмы и VR-комнаты, стоимость которых достаточно высока, поэтому этот сектор рынка развивается медленнее, чем AR-технологии. Тем не менее, популяризация виртуальной реальности привела к появлению нового направления – VR-путешествий. Виртуальные путешествия по самым красивым местам мира, другим культурам и даже в космос стали возможны через многочисленные приложения и 3D – видео опубликованных в интернете бесплатно для обладателей VR-устройств. VR можно сравнить со следующим этапом эволюции просмотра видео-передач о путешествиях, которые не заменили, а стали маркетинговым инструментом, стимулирующим к путешествиям, расширению кругозора и культурного просвещения общества. Интеграция ИИ и машинного обучения расширяет возможности VR-платформ, предоставляя пользователям захватывающие визуальные и звуковые эффекты, а также более глубокое погружение в виртуальное пространство. Кроме того, постоянно улучшается функциональность гарнитур, которые обеспечивают более широкое поле зрения, повышенную частоту кадров, точное отслеживание головы и т.п.

В Казани Центр Цифровой Культуры «Переходъ» является разработчиком VR-решений в области воссоздания и сохранения культурного, исторического и архитектурного наследия. На основании архивных данных, руководствуясь принципами документальной достоверности и с высочайшей точностью, воспроизведён исторический облик архитектурных ансамблей в виде 3-D моделей [11]. VR-экскурсии в Национальном музее Республики Татарстан проходят по следующим программам: путешествие по Казанскому Кремлю 1910 года, по Рыбнорядской площади, по Ивановской площади, по Монастырю Казанской Иконы Божьей Матери и интерактивный урок с VR- путешествием для учащихся школ с использованием новейшего оборудования - VR шлемов Oculus Quest 2 (Рис.6). Грамотно проработанные решения для историков, реставраторов, архитекторов и искусствоведов привлекут этих специалистов совершать VR-экскурсии по объектам культурного наследия неоднократно, рассматривая экспонаты в мельчайших деталях, туристы же вряд ли будут регулярно возвращаться к одной и той же виртуальной прогулке.

В области охраны объектов природного наследия ИИ помогает решить экологические проблемы, используя компьютерное зрение, нейронные сети, анализ данных и обработку изображений, для мониторинга суши и водной среды. ИИ использует данные, собранные аэрофотосъемкой с дронов, спутников и наземных камер, для наблюдения за животными и растениями, позволяя исследователям получать детализированные снимки и видеозаписи, а также собирать данные о температуре, влажности и других, важных показателях, оптимизируя усилия по сохранению биоразнообразия и выявлять изменения в экосистемах. С помощью аналитических инструментов ИИ может прогнозировать возможные изменения в экосистемах, оценивать риски разрушения среды обитания и предлагать меры по их предотвращению. Эти прогнозы основаны на анализе больших данных о погодных условиях, изменении климата, динамике популяций и других экологических показателях, позволяя природоохранным организациям принимать обоснованные решения и разрабатывать долгосрочные стратегии управления и сохранения. Технологии ИИ могут визуализировать данные, создавая модели экосистем и демонстрировать потенциальные последствия различных действий человека, на природу способствуя повышению образованности граждан в вопросах охраны окружающей среды.

В 1945 году на озере Байкал был запущен первый в мире мониторинг воды «Точка №1» с еженедельным ручным сбором пробы воды, проект внесли в Книгу рекордов России как самый долгий за историю экологического мониторинга. Это помогает ученым следить за состоянием озера и прогнозировать влияние климатических изменений на экосистему. В 2021 году специалисты из компании по разработке моделей ИИ для изучения морских экосистем MaritimeAI, команда платформы Yandex.Cloud и Фонд поддержки прикладных экологических разработок и исследований «Озеро Байкал» начали обучение нейросети анализировать пробы байкальской воды, автоматизируя этот трудозатратный процесс. Десятки тысяч фотографий проб воды, сделанных под микроскопом, загружены в облако «Яндекса» автоматически анализируются и определяют видовую принадлежность организма. В перспективе алгоритм может стать фундаментом национальной или даже глобальной системы мониторинга водоёмов. Эта система позволяет решать следующие задачи: как контроль биологической безопасности и распространения инвазивных видов, экологический контроль состояния водных местообитаний, контроль и прогнозирование продуктивности водоёмов для интересов рыборазведения и рыболовства. Также алгоритм можно использовать как инструмент для описания и открытия новых видов [12].

Рис. 7. Изображение озера Байкал, сгенерированное ИИ

С помощью нейросети можно посмотреть, как бы выглядели пейзажи озера Байкал глазами известных мировых художников, таких как Фриды Кало и Винсент Ван Гога – будь у каждого из них возможность побывать на берегах священного озера ( Рис.7 ) [13].

Таким образом, цифровые технологии, внедряемые в индустрию гостеприимства, становятся мощными современными инструментами популяризации и охраны культурного и природного наследия России. Индустрия гостеприимства, стала неотъемлемой частью культурного и экономического развития регионов, прежде всего создавая рабочие места, а каждый турист, создает дополнительный экономический поток. Развитие индустрии также побуждает инвесторов вкладывать средства в инфраструктуру, необходимую для комфортного отдыха туристов, а регион тем самым получает дополнительные средства для своего развития. Хорошая туристская инфраструктура привлекает больше посетителей объектов культурного и природного наследия, что создает замкнутый цикл экономического роста.

Виртуальные экскурсии по историческим памятникам и музеям, доступные даже через мобильные устройства, позволяют людям со всего мира исследовать наследие России, не покидая своего дома, стимулируя желание приехать и увидеть его своими глазами. Кроме того, платформы для онлайн-бронирования и доступные в интернете, а отзывы туристов становятся ценным источником данных о предпочтениях и ожиданиях гостей, позволяя отрасли адаптировать свои предложения к потребностям гостей.

Многочисленные общемировые проекты с использованием технологий ИИ в области охраны и популяризации объектов культурного и природного наследия, например приведенные в статье, позволяют сделать вывод о постепенном переходе всей отрасли в цифровую форму, становясь эффективным способом хранения и передачи знаний будущим поколениям формируя цифровое наследие. Разработка систем ИИ позволяют эффективно анализировать и систематизировать большой массив данных об исторических памятниках, традициях и природных ресурсах. Выявляя необходимость к изменению в подходе охраны культурного и природного наследия - от ликвидации последствий их разрушения к предупреждению возможных повреждений и перманентный мониторинг позволяют установить точку отсчета изменений и осуществлять наблюдение за его жизненным процессом.

Цифровое наследие, сформированное с помощью технологий ИИ, применяется для создания интерактивных обучающих материалов, которые обогащают учебный процесс и делают его более увлекательным. С помощью VR- и AR-технологий школьники, студенты и специалисты отрасли могут «посетить» древние города, увидеть редкие книги и артефакты в деталях, погрузиться в богатую историю и уникальную культуру страны не покидая образовательного учреждения.

Вместе с тем, возникает необходимость разработки формы государственного статического учета внедряемых цифровых проектов в области культурного и природного наследия. Необходимо обобщить и систематизировать цифровой опыт в области охраны и популяризации объектов культурного и природного наследия и создать единый алгоритм. Цифровизация открывает также широкие возможности для совершенствования управленческих процессов и координации деятельности государственных и общественных организаций по сохранению и популяризации объектов материального и нематериального наследия. Для этого уже сложились все необходимые предпосылки: функционирует Единый государственный реестр объектов культурного наследия народов России [14], формируется государственный реестр объектов нематериального достояния народов Российской Федерации [15] и другие ресурсы, аккумулирующие обширные статистические массивы данных об объектах культурного наследия в регионах Российской Федерации. В условиях современной геополитической ситуации и санкционного давления важно обеспечить не только разработку, но и безопасность цифрового наследия и отечественных систем ИИ.