最初是一堆脆弱的、有百年历史的矿井地图，现在正在变成 考古学家、能源政策专家和科学家通过沉浸式 3D 窗口了解过去 足球比赛结果的数据科学家。
最有希望的发现前沿之一并不在“外面”，而是在地下 我们的脚。在密歇根州上半岛的森林和城镇下面，有一片广阔的、大部分是 被遗忘的隧道和竖井世界，是该地区采矿鼎盛时期的遗迹。研究人员 密歇根理工学院正在利用计算能力来实现这个世界及其可能性 通过密歇根理工学院的合作重新回到人们的视野计算机学院和科学与艺术学院（CSA）。
CSA 的考古学家和能源政策专家社会科学系求助于计算领域的数据科学家[MTU]应用计算系构建老矿山的数字模型，在保护历史的同时提供更安全、更安全的服务 更可持续的未来。
引人注目的模型可作为评估储能的研究工具 潜力、水流模型和矿山安全评估。撇开研究不谈，他们的 潜在的应用远远超出了密歇根州的铁和铜范围 上半岛。
从镐到纸张再到像素
这项计划始于一项挑战，即将数百件有折痕、污渍和有时 几乎难以辨认的旧矿井地图转化为可用的数字数据。前景听起来势不可挡 ——确实有这样的感觉蒂姆·斯嘉丽，科技大学考古学副教授。斯嘉丽花了几十年的时间学习 该州的采矿业并研究后工业社区的方式 可以重新获得经济权力并保留他们引以为傲的传统。了解更多关于 下面的内容对该过程至关重要。但将历史档案转化为 准确有效的可操作数据超出了他的专业知识。
“我已经陷入了困境，”斯嘉丽说。 “我知道有巨大的潜力 在这些地图中，但我需要到达那里的工具——机器学习、计算机视觉、 自动图像处理——不在我的领域之内。于是我开始打电话。”
斯嘉丽不必到足球比赛结果校园以外的地方寻找答案。他 连接到阿什拉夫·萨利姆和纳西尔·拉瓦什德，应用计算助理教授，他召集了一群学生 的机电一体化研究生课程，一个跨学科的研究团队诞生了。集团正在持续发展 对旧测量地图进行数字化、清理和重建的半自动化过程。但是 前期工作已经取得突破性成果。
头灯亮起：观察老矿井的新方式
团队的第一个测试用例是密歇根州内高尼，这里曾经为上半岛的钢铁工业提供了动力。工作 通过扫描精致的、有百年历史的调查表，该团队创建了能够 校正失真、增强对比度和消除视觉噪声，包括 水渍、折痕、缝隙和褪色的墨水。
清理后，图像被拼接在一起、分层并转换为数字图像 3D 模型。
“我们现在拥有一个可以处理很多功能的管道，而不是手动跟踪每个功能 繁重的工作，”斯嘉丽说。 “结果不仅更快，而且更清晰。 这是观看地下景观的全新方式。”
Rawashdeh 说这个过程连接了计算，环境数据科学和工业考古以切实可行的方式。
“从计算的角度来看，挑战是巨大的，”他说。 “我们正在处理 大型图像文件、不一致的手写数据和脆弱的纸质地图。但是 自动化的每一次进步都让我们更接近可扩展的解决方案 用于全球数千个其他地雷。”
在足球比赛结果，本科生和研究生都发挥着关键作用 在地下测绘项目中。 Jacob Chizek '23 '25，获得学士学位和 硕士学位机械工程，构建了第一个 3D马瑟 B 模型。当前的研究生研究人员群体包括计算机学院 学生 Varun Kulkarni、Muntasir Khalifa、Omkar Samant、Balaji Nammalvar 和 Ayush Pharande，开发了先进的图像处理建模工具。
团队将长达数月的练习变成了半自动化的 工作流程能够在短短几天内生成详细的地下可视化结果。斯嘉丽 既感激又感动。 “他们是谜题的解决者，”他说。 “我可以描述 我们需要的结果，但他们是那些进行实验、编写代码并推动的人 可能性的极限。”
表面之下
地下测绘项目既注重发现，又注重效率。并且 其范围是全球性的。
斯嘉丽是足球比赛结果的研究人员之一，积极致力于自适应技术的研究 矿山再利用的社区解决方案，世界各地正在努力解决 如何了解和管理废弃矿井以及将要关闭的矿井 将来。
在 2024 年废弃煤矿再利用会议上，斯嘉丽听到了研究人员的看法 宾夕法尼亚州和西弗吉尼亚州花费了数万小时手动重建 矿山系统来预测地下水和酸度如何通过互连隧道移动。
“即使是那些团队开发的工具也可以通过我们的学生所拥有的加速 在这里开发，”斯嘉丽说。“只是数字清理和信息提取 我们所取得的成就将节省大量时间 - 这意味着节省金钱， 也是。”
对于像斯嘉丽这样的考古学家来说，绘制地下地图也打开了大门 加深对现在无法到达的历史工作景观的了解。
“想象一下 20 世纪初的一个矿井，最后一批工人在矿井中留下了脚印 泥巴，”斯嘉丽说。 “他们的工具，他们的艺术，甚至他们在墙上的字迹 ——一切都还在那里，保存在水下。凭借正确的技术，我们可以 安全地绘制和研究这些空间，而不会让人们陷入危险的境地。”
计算可以发掘古代文化
Tech 正在开发的技术的影响远远超出了采矿业 社区。
来自中石器时代社区世界各地的考古学家正在北海冰河时代的水下洞穴中 使用机器人技术和遥感技术探索水下文化遗址。相同的原则 足球比赛结果建模系统背后的技术 — 3D 可视化、模式识别和 机器学习技术——可以揭示人类历史隐藏的整个章节 在海洋、湖泊和陆地之下。
斯嘉丽说，这就是这种合作如此令人兴奋的原因。
视觉效果也引发了公众的好奇心和对话。
当 Mather B 的 3D 模型展示给 Negaunee 居民时，人们 着迷。采矿遗产在社区中根深蒂固。地上部分 该矿现在是 Negaunee 高中的一部分。部分退休矿工参加会议 认出了他们曾经工作过的隧道。其他人则设想了 3D 渲染如何能够 用于推广，从博物馆展览和学校项目到交互式模拟 或视频游戏。
“人们立即开始询问我们是否可以 3D 打印模型或使它们成为虚拟现实 演练，”斯嘉丽说。 “更容易掌握地下的规模 当你真正看到它的时候。”
团队已经在尝试以动画方式飞越地雷，并且 未来可能包括沉浸式教育体验或互动平台 用户以数字方式探索历史遗迹，融合遗产技术和讲故事 以前所未有的方式。
前方的路（或隧道）
随着半自动化系统的不断发展，团队的下一步是集成 识别模式、对齐地图和构建的机器学习训练算法 具有最少人工输入的模型。这将需要额外的计算能力、研究 小时和持续的支持。足球比赛结果的跨学科合作文化 灵活性使进步成为可能。
“称其为考古学、应用计算、机器人技术 - 没关系。结果 都是一样的：新知识和新能力。我们都从中有所收获。这个 是我们希望技术做的事情——不是取代创造力，而是消除创造力 这样我们就可以专注于发现。”
“在 Tech，我们只需拿起电话就能让事情发生，”斯嘉丽说。 “那里 部门之间不都是这些严格的障碍吗。”
科技的支持生态系统还延伸到捐助伙伴关系。校友和朋友，包括 送给的礼物工业考古基金还有，帮助 Scarlett 和其他研究人员创建了学生驱动的项目，例如 3D 地雷测绘计划。
“捐助者相信我们会做有趣的事情，”斯嘉丽说。 “他们给了我们 敏捷的能力——看到一个好主意，让学生参与进来，然后就跑 与它。”
无论是能源规划、历史保护还是生态恢复， 绘制地下地图是了解过去和未来的一扇窗户。
足球比赛结果的方法引起了其他机构和研究小组的兴趣 上半岛。潜在的应用是多种多样和丰富的 世界各地的存储库中存储着数千张旧地图。仅在科技领域，研究人员 合作开展了一些项目，重点是将旧矿山改造为气候控制设施 蝙蝠栖息地、地热系统建模以及将废弃竖井重新利用用于抽水发电地下储能.
对于当前和即将到来的哈士奇来说，增强了探查狗的深度的能力 该地区的采矿遗产将有助于进行更有影响力的勘探，使他们能够 进行改变世界的研究。
“我们的学生不仅学习编码或分析数据，还学习跨领域思考 边界，”斯嘉丽说。 “这样的项目教会他们技术可以照亮 历史、保护社区并激发想象力。”
足球比赛结果是一所 R1 公立研究型大学，成立于 1885 年，位于霍顿，拥有来自全球 60 多个国家的近 7,500 名学生。密歇根州旗舰科技大学的投资回报率一直名列全美最佳大学之列，提供超过 185 个本科和毕业生科学技术、工程、计算机、林业、商业、健康专业、人文、数学、社会科学和艺术领域的学位课程。乡村校园距离密歇根州上半岛的苏必利尔湖仅数英里，提供全年户外探险的机会。
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