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数字博物馆设计——中医本草科普视域下的动植物识别系统设计

申报人:邵诚瑜 申报日期:2024-11-25

基本情况

2025年度大学生创新创业训练计划
数字博物馆设计——中医本草科普视域下的动植物识别系统设计 学生选题
创新训练项目
艺术学
设计学类
教师科研项目选题
一年半期
《本草纲目》作为中国古代医学典籍的瑰宝,载药1892种,附方11096个,附图1109幅,是中医药学领域中不可多得的宝贵资源。本项目旨在通过现代科技手段,将《本草纲目》中的动植物资源进行数字化处理,构建一个集科普、教育、研究于一体的数字博物馆,特别是针对其中的动植物识别系统设计,以促进中医药文化的传承与发展。
暂无参加科研经历
省部级,及横向课题。
具备设计学科、信息学科的指导教师。
国家级

项目成员

序号 学生 所属学院 专业 年级 项目中的分工 成员类型
邵诚瑜 艺术设计与传媒学院 视觉传达设计 2022 第一主持人
李正一 信息科学与工程学院 机器人工程 2022 第二主持人
顾惟瑄 艺术设计与传媒学院 视觉传达设计 2023 成员
杨依依 艺术设计与传媒学院 数字媒体艺术 2023 成员

指导教师

序号 教师姓名 教师账号 所属学院 是否企业导师 教师类型
李卓 09340 艺术设计与传媒学院

立项依据

近年来,随着数字技术的快速发展和博物馆教育功能的强化,数字博物馆在文化传播、知识普及和观众互动体验方面扮演着越来越重要的角色。在这一背景下,中医药的科普教育作为传统文化的重要组成部分,受到了广泛关注。

《本草纲目》作为中国古代医学典籍的瑰宝,载药1892种,附方11096个,附图1109幅,是中医药学领域中不可多得的宝贵资源。然而,如何通过高效的动植物识别技术,结合虚拟互动体验,将传统的中医本草知识以生动形象的方式进行展示和普及成为难点,同时也需要更多方面的研究与考量。

本项目旨在通过现代科技手段,将《本草纲目》中的动植物资源进行数字化处理,构建一个集科普、教育、研究于一体的数字博物馆,特别是针对其中的动植物识别系统设计,以促进中医药文化的传承与发展实现传统文化的现代化解读和创新传播,为未来的数字博物馆设计提供有力的示范和借鉴。

该项目的研究内容涵盖了从数据调研到技术实现的全过程,目标是打造一个面向中医本草科普的数字化动植物识别系统。通过创新性的视觉设计和技术应用,不仅能够有效传递知识,还能提升观众的互动体验和学习兴趣,为数字博物馆提供一种新的展示与科普方式。

主要研究内容有:首先深入剖析《本草纲目》中的图像特点,包括其绘制风格、符号学意义及图像与实物之间的对应关系。其次通过实地考察与文献研究,将《本草纲目》中的图像与现存的动植物进行比对,确保识别的准确性。再利用现代计算机视觉技术,开发一套能够准确识别《本草纲目》中动植物图像的算法。1)图集A——实物B1\B2\B3。2)实物B——A1\A2\A3各朝代图像。最后基于上述研究,设计并实现一个数字博物馆系统,特别是动植物识别功能的APP或网页平台。

近年来,国外数字博物馆建设注重沉浸式技术(如虚拟现实VR、增强现实AR)、人工智能、物联网等新技术的应用。通过这些技术,提升了观众的互动性和体验感。例如,欧洲和美国一些大型博物馆(如英国大英博物馆、法国卢浮宫、美国大都会艺术博物馆)都采用了虚拟导览、虚拟展厅和3D建模等手段,让用户通过线上平台即可浏览博物馆展品。中国的数字博物馆建设也在积极引入新技术,特别是在数字化藏品管理线上展览方面。近年来,中国一些重要的博物馆,如故宫博物院、上海博物馆、南京博物院等,都已经建立了较为完善的数字化系统,包括数字藏品数据库、VR虚拟展览、3D展示技术等。

国外的研究较早地关注文化资源的数字化保护,重点在于如何利用数字技术对文化遗产进行高精度记录和保护,例如通过高清扫描、3D建模和激光测绘等方式保留历史文物的细节。此类项目典型案例有意大利的“庞贝古城数字复原”。国外数字博物馆的研究在很大程度上关注其在教育领域的应用。数字博物馆作为一种新的教育方式,不仅能够提供更广泛的知识资源,还可以通过互动体验来提升学习效果。例如,国外的一些博物馆与教育机构合作,开发了面向学生的在线课程和学习平台。

中国在文化资源数字化方面的研究开始逐渐增多,尤其是与非物质文化遗产相关的内容,例如对传统技艺、地方戏曲的数字化记录和在线展示。此外,中国近年来积极推动“智慧博物馆”建设,旨在通过数字化手段进行文物的保护、管理和展示。


1. 中医本草与现代技术的结合:项目将传统的中医本草知识与现代的图像识别技术相结合,提供了一种新的知识科普方式。这种跨学科的融合既符合文化传承的需求,又充分利用了现代信息技术的优势。

2. 智能化的知识普及:通过构建高效的动植物识别系统,观众可以通过图像识别快速获取动植物的相关信息,实现智能化的知识普及。这种方式比传统的文字展示更加直观、高效。

3. 文化与科技的创新传播:项目强调通过视觉设计传递传统文化价值,结合现代科技来展现中医本草的独特魅力。这种创新性的传播方式能够打破传统文化展示的局限,让更多观众理解和接受中医药文化。

项目预期成果包括但不限于:

  1. 建成一个集科普、教育、研究于一体的《本草纲目》数字博物馆系统。
  2. 实现高效的动植物识别功能,提升中医药文化的普及度与影响力。
  3. 培养一支跨学科的研究与开发团队,为后续中医药数字化项目积累经验。
  4. 以研究报告和学术论文的形式展示项目的理论研究和实验成果。
  5. 针对项目中的技术创新和系统设计,可以申请相关的技术专利和设计专利,保护知识产权。
  6. 以该项目成果参加各类设计、技术、文化类竞赛,展示项目的创新性和实践价值,提升项目的知名度。

第一阶段:造型特征提取(符号学与图像学研究)

· 任务:对《本草纲目》中的图像进行细致分析,提取其造型特征,并结合符号学理论,解读图像背后的文化意义。

· 预期成果:形成《本草纲目》图像特征分析报告,为后续识别算法的开发提供理论基础。

第二阶段:中医药田野调查(药物学)

· 任务:组织实地考察,收集与《本草纲目》中记载相符的动植物样本,进行详细的药物学研究。

· 预期成果:建立《本草纲目》动植物实物数据库,为图像与实物比对提供数据支持。

第三阶段:计算机图像识别

· 任务:基于前两个阶段的研究成果,开发一套能够准确识别《本草纲目》中动植物图像的计算机算法。

· 预期成果:实现图像识别算法,并通过测试验证其准确性。

第四阶段:产品设计(APP等系统设计)

· 任务:根据用户需求分析,设计并实现一个数字博物馆系统,包括动植物识别功能的APP或网页平台。

· 预期成果:完成数字博物馆系统的设计与开发,上线运行,并收集用户反馈进行优化。

指导教师团队主要从事东方古代信息图像的相关研究,以及基于东方文化的创新设计、视觉传达设计视阈下的信息可视化设计等。一方面,从图像学性质的角度整理了中国传统医学图像的源流。同时运用符号学、图像学等理论方法,尝试建立古代信息图像类研究的解读范式。在博士研究阶段,以《内景图》图式为中心,从信息视觉化的角度,进一步系统的探究了中医学领域与道教领域中的身体图像。在日本留学期间,访问日本宫内厅、日本内阁文库、中国台北故宫等重要藏书机构,收集整理了《事林广记》所刊“内景图”的版本。2020年至今,多篇研究论文发表于日本设计学会、武藏野美术大学研究纪要以及中国的重要期刊中。
另一方面,尝试建立视觉传达专业的新教学方式。在攻读博士期间参与视觉传达设计系与美学美术史系的设计专业基础课程教学与课题调研等工作,并尝试构建以人的感知为中心的视觉传达设计教学。从设计实践与古代图像解读两方面入手,培养学生的图像阅读能力与设计能力。并于中央美术学院、Design 360等网络平台刊载多篇艺术评论文章,且策划、主讲系列展览讲座等。曾受聘国家艺术基金与云南艺术学院策划“当代艺术设计评论与研究人才培养项目”授课专家。
1.时间保证
(1)项目规划:制定了详细的项目时间表,包括各个阶段的起止日期、关键里程碑和预期成果。为每个阶段分配合理的时间,确保有足够的时间进行深入研究和设计开发。
(2)团队协作:建立高效的团队协作机制,确保团队成员之间的沟通顺畅,及时解决问题。定期召开项目进度会议,监控项目进展,及时调整计划以应对可能的延误。
(3)项目与大学学期时间安排所契合,在学期授课期间可以很好的实践美育教学实践,同时,寒暑假期间在完成相关的课程准备的基础上进行教学经验总结等工作,课题组成员有充足时间和精力开展本项课题。
2.科研条件
(1)资料收集:与图书馆、档案馆、博物馆等机构建立了合作关系,确保有稳定的渠道获取历史文献、博物馆藏品、在线数据库等中国传统图像的相关资料。
(2)技术与设备支持:研究团队组成成员有思政领导与教师、视觉传达设计专业和社会学专业教师、学生工作教师,团队学科整合优势明显,专业研究方向互为补充,对顺利完成本课题的研究是一个很好的保证。以及本项目的实施学校以华东理工大学为中心,学校可以提供必要的设计和制作设备。
(3)资金保障:本项目有稳定的资金来源,合理规划预算,确保资金的有效利用和项目的可持续发展。
(4)环境营造:华东理工大学以及本项目的合作院校建有多个设计类产学研基地,可以为教学提供充足的实践机会。

经费预算

开支科目 预算经费(元) 主要用途 阶段下达经费计划(元)
前半阶段 后半阶段
预算经费总额 30000.00 17000.00 13000.00
1. 业务费 26000.00 14000.00 12000.00
(1)计算、分析、测试费 0.00 0.00 0.00
(2)能源动力费 0.00 0.00 0.00
(3)会议、差旅费 6000.00 用于差旅 4000.00 2000.00
(4)文献检索费 0.00 0.00 0.00
(5)论文出版费 20000.00 用于论文出版版面费 10000.00 10000.00
2. 仪器设备购置费 0.00 0.00 0.00
3. 实验装置试制费 0.00 0.00 0.00
4. 材料费 4000.00 用于购买所需材料 3000.00 1000.00

项目附件

  • 2025大创 数字博物馆设计项目申报书.doc
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结束