AI dan realitas yang diperluas membantu melestarikan warisan budaya yang dibangun

Para peneliti telah mengembangkan kopilot digital yang membantu menilai kondisi konservasi bangunan batu pasir bersejarah, sehingga mendukung restorasi. Katedral Lausanne yang berusia 750 tahun berfungsi sebagai studi kasus.

Katedral Notre-Dame di Lausanne dibangun antara tahun 1170 dan 1235 dan merupakan gereja Gotik terbesar di Swiss. Seiring berjalannya waktu, bangunan megah ini telah diubah, diperluas, dan dipugar beberapa kali. Menara lentera setinggi hampir 80 meter, misalnya, telah mengalami beberapa kali desain ulang selama bertahun-tahun, yang terbaru dilakukan pada akhir abad ke-19 selama restorasi besar-besaran. Batu yang digunakan untuk membangun katedral ini, dan banyak monumen lainnya di dataran tinggi Swiss, sangat rentan terhadap berbagai mekanisme degradasi, yang semuanya disebabkan oleh keberadaan air (seperti pembekuan, pembengkakan, dan polusi atmosfer). Hal ini menunjukkan bahwa upaya konservasi, termasuk pengelolaan air, selalu menjadi perhatian.

Realitas yang diperluas dalam konservasi warisan budaya yang dibangun

Dalam beberapa publikasi ilmiah, para peneliti kini telah menunjukkan bagaimana alat digital dapat mendukung konservator dalam pekerjaannya. Latar belakangnya adalah proyek penelitian “Heritage++” di ETH Institute for Building Materials. Proyek ini dipimpin oleh Robert Flatt, Profesor Kimia Fisika Bahan Bangunan dan terkait dengan ETH Center Design++, yang mengeksplorasi cara-cara di mana metode bantuan komputer dapat digunakan dalam arsitektur, teknik, dan konstruksi. Fokus utama proyek “Heritage++”, saat ini adalah penggunaan extended reality (XR) dan Artificial Intelligence (AI) dalam restorasi bangunan bersejarah.

Hasil utama dari penelitian ini adalah kopilot yang imersif – pada dasarnya, asisten virtual yang dirancang untuk membantu konservator dalam menjalankan tugasnya. Co-pilot ini dibangun berdasarkan teknologi komputasi spasial yang menganalisis ruang fisik dan melapisinya dengan informasi digital, atau hologram, yang dapat dilihat melalui tablet atau headset XR. “Teknologi XR memiliki potensi besar untuk memfasilitasi kolaborasi interdisipliner antara para ahli di bidang arsitektur, ilmu material, sejarah, dan konservasi warisan budaya,” kata Robert Flatt.

Dalam artikel terbaru mereka di International Journal of Architectural Heritage, para peneliti menunjukkan bagaimana informasi tentang analisis struktur monumen dapat diintegrasikan dan ditambah melalui XR untuk mendukung pengambilan keputusan dan menyebarkan pengetahuan warisan. “Artikel kami mengusulkan cara baru untuk menampilkan dan berinteraksi dengan cara kerja bangunan secara struktural. Para ahli dari berbagai disiplin ilmu serta masyarakat umum dapat mengeksplorasi wawasan ini, membantu memastikan bahwa keselamatan dan integritas struktural dipertimbangkan dengan tepat dalam intervensi di masa depan,” jelas Ricardo Maia Avelino, rekan postdoctoral di Design++ yang sebelumnya menyelesaikan gelar doktornya di ETH Zurich pada analisis struktural bangunan bersejarah.

Kembaran digital Katedral Lausanne

Katedral Notre-Dame di Lausanne berfungsi sebagai studi kasus pengembangan kopilot digital yang berlangsung dalam dua tahap. Pertama, para peneliti membuat model 3D katedral berdasarkan data yang diperoleh dari pemindaian laser dan survei fotogrametri. Kemudian, mereka menyempurnakan model tersebut dengan informasi mendetail tentang batu-batu di katedral – setiap elemen batu diberi usia, komposisi mineralogi, dan jenis degradasi. Informasi ini dapat digunakan untuk menentukan kapan balok batu pertama kali dipasang, dari mana asalnya, dan tingkat kerusakan yang ditimbulkannya. Data relevan berasal dari berbagai sumber, termasuk ahli geologi di Universitas Lausanne. Saat ini, pemetaan tersebut mencakup bagian-bagian tertentu dari katedral, dan para peneliti berupaya menyelesaikan pemetaan multimodal ini di tahun-tahun mendatang.

Siapa pun yang kini berkunjung dengan membawa tablet atau headset XR dapat melihat bagian-bagian katedral tersebut dan melihat hamparan informasi mengenai usia, komposisi material, dan kerusakan pada elemen apa pun yang mereka pilih ( “Selama inspeksi di lokasi, kopilot digital kami memberikan kepada konservator gambaran umum tentang kondisi monumen beserta informasi tambahan yang relevan. Kemudian, berdasarkan titik lemah yang teridentifikasi, mereka dapat menentukan tindakan yang tepat,” jelas Yamini Patankar, yang terlibat dalam

Strategi restorasi yang berketahanan iklim

Dalam hal restorasi bangunan bersejarah, prinsip panduan saat ini adalah melestarikan sebanyak mungkin struktur aslinya. Untuk mencapai hal tersebut, para peneliti sedang mempelajari bagaimana sebenarnya batu pasir tersebut menjadi rusak. Air memainkan peran penting dalam semua mekanisme degradasi, dan sebagian besar peran ini terjadi melalui hujan. Meskipun hujan vertikal dapat diatasi dengan intervensi arsitektur, hujan yang disebabkan oleh angin tidak bisa. Paparan terhadap hujan seperti itu, khususnya kejadian ekstrim berupa pembasahan yang sangat cepat dan ekstrim, yang diikuti dengan pengeringan yang cepat tampaknya merupakan faktor kunci dalam degradasi dan sangat bergantung pada lokasi tertentu.

Selama kejadian tersebut, kelembapan menembus batu pasir yang mengandung tanah liat yang digunakan untuk membangun katedral dan menyebabkan kerusakan melalui proses seperti pembengkakan, kristalisasi garam, dan pembekuan. Untuk mempelajari bagaimana kerusakan terjadi dan mengkaji pengaruh polusi udara, para peneliti telah mengukur hujan yang disebabkan oleh angin dan iklim mikro setempat, serta profil kelembapan di dalam batu selama beberapa tahun menggunakan jaringan sensor di sekitar katedral.

Selain itu, para peneliti juga mengembangkan model untuk menghubungkan paparan lokal, khususnya hujan yang disebabkan oleh angin, dengan bentuk dan tingkat kerusakan yang teramati. Para ahli dapat menggunakan data ini sebagai alat untuk memprediksi bagaimana kerusakan dapat berubah di masa depan, tidak hanya sebagai dampak dari waktu ke waktu, namun juga terkait dengan perubahan iklim, khususnya sifat, intensitas dan frekuensi kejadian ekstrem di sekitar katedral. Mereka kemudian dapat menggunakan informasi ini sebagai dasar untuk mengembangkan strategi restorasi yang disesuaikan dan meningkatkan ketahanan tindakan restorasi, mengantisipasi konsekuensi perubahan iklim, yang merupakan tantangan nyata bagi para praktisi.

Berlaku untuk bangunan lain

Penggunaan alat digital seperti model 3D atau Pemodelan Informasi Bangunan Warisan bukanlah hal baru dalam warisan budaya yang dibangun. Namun, proyek “Heritage++” mengambil satu langkah lebih jauh dengan mengintegrasikan informasi dari berbagai disiplin ilmu, dengan fokus pada konservasi, memungkinkannya digunakan secara interaktif dan juga memungkinkan untuk memasukkan pengetahuan praktis dan keahlian para konservator. Di masa depan, kopilot digital, seperti yang diterapkan di Katedral Lausanne, juga dapat digunakan untuk monumen batu pasir lainnya, seperti jembatan, kastil atau biara, dan dalam jangka menengah, untuk bangunan yang terbuat dari bahan konstruksi lain.

Christophe Amsler, arsitek yang bertanggung jawab atas Katedral Lausanne, percaya bahwa teknologi digital akan menjadi bagian integral dari upaya konservasi: “Melestarikan monumen bersejarah memerlukan perawatan dan perhatian terus-menerus. Kemajuan teknologi dapat membantu kita memperbaiki dan menjaga bangunan-bangunan ini tetap hidup, namun pada saat yang sama, kita harus tetap setia pada semangat asli dan warisan monumen tersebut.”

Sebuah aplikasi untuk peringatan 750 tahun

Pada bulan Oktober, Lausanne merayakan peringatan 750 tahun Katedral Notre-Dame. Untuk memperingati peristiwa tersebut, para peneliti mengembangkan sebuah aplikasi sebagai bagian dari “Heritage++” untuk memberikan wawasan kepada masyarakat umum mengenai upaya konservasi di sekitar katedral. “Pengunjung katedral dapat menggunakan aplikasi ini, yang menggabungkan teknologi realitas yang diperluas, untuk mengakses informasi tentang sejarah bangunan dan mempelajari lebih lanjut tentang pekerjaan konservasi apa yang sedang dilakukan serta bagaimana dan mengapa hal itu dilakukan,” jelas kandidat doktoral ETH Camilla Tennenini, anggota kelompok Robert Flatt.

Aplikasi ini menggabungkan berbagai literatur spesialis dengan rekaman video di mana para ahli memberikan wawasan tambahan mengenai pekerjaan restorasi. Informasi ini juga divisualisasikan di katedral itu sendiri melalui model 3D dan augmented reality yang disebutkan sebelumnya. Pengunjung dapat mengaksesnya di dalam atau di luar katedral melalui smartphone atau tablet.

Setelah peringatan 750 tahun, kopilot akan ditingkatkan sebagai bagian dari proyek “Heritage++” dengan model bahasa besar yang mengekstrak informasi dari literatur dan video khusus. Hal ini akan memungkinkan konservator mengakses informasi yang relevan dengan pekerjaan restorasi secara langsung di lokasi. Dalam jangka menengah, masyarakat juga dapat menggunakan aplikasi ini untuk bertanya seputar renovasi katedral.

Referensi

Avelino RM, Yang W, Weichbrodt A, Ochsendorf J, Flatt RJ: Augmented Reality untuk Inspeksi Struktur Monumen Bersejarah: Kasus Katedral Lausanne. Jurnal Internasional Warisan Arsitektur, 7. November 2025, doi: 10.1080/15583058.2025.2578318

Patankar Y, Tennenini C, Bischof R, Khatri I, Avelino RM, Yang W, Mahamaliyev N, Scotto F, Mitterberger D, Bickel B, Girardet F, Amsler C, Bomou B, Flatt RJ: Heritage ++, pendekatan Komputasi Spasial untuk Konservasi Warisan. Surat Teknis RILEM 9: 50, 2024, doi: 10.21809/rilemtechlett.2024.202