Conheça o engenheiro usando o Deep Learning to Restore Renaissance Art

Muitas das primeiras memórias de Alex Kachkine giram em torno de duas paixões principais. Um é a engenharia. O bisavô de Kachkine construiu pontes, sua avó desenvolveu sistemas de piloto automático para caças soviéticos, e seus pais têm diplomas de engenharia. Kachkine passou a infância construindo coisas. Seguir os passos da família, dizem eles, foi uma conclusão precipitada. A outra paixão – um interesse ao longo da vida pela arte – surgiu por acaso. Enquanto estava em uma viagem escolar de infância ao Museu de Arte McNay em San Antonio, Texas, um guia mostrou aos alunos uma paisagem marítima do pintor impressionista francês Pierre-August Renoir. O assunto é difícil de visualizar de perto; Somente recuando a imagem resolve totalmente.
Leia o papel: Restauração física de uma pintura com uma máscara construída digitalmente
“Isso foi tão intrigante para mim que eu abandonei o grupo, e eles tiveram que vir me encontrar mais tarde”, lembra Kachkine. “Voltei para aquela sala e continuei andando de um lado para o outro na frente desta pequena peça de Renoir. A partir desse ponto, ficou claro que eu realmente me importava com a arte.”
Hoje, essas duas preocupações continuam sendo motoristas na vida de Kachkine, abrangendo sua carreira como pesquisador de pós -graduação em engenharia mecânica no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) em Cambridge e suas atividades extracurriculares. A Kachkine se tornou um ávido colecionador de arte e desenvolveu recentemente um método de restauração no qual eles usam ferramentas digitais para criar uma ‘máscara’ de pigmentos que podem ser impressos e envernizados em pinturas danificadas (consulte ‘Restauração de adoração’). O método, detalhado em um estudo publicado em Naturezareduz o custo e o tempo associados à restauração da arte e poderiam um dia dar uma nova vida a muitas das pinturas mantidas em coleções institucionais – talvez até 70% – que permanecem ocultas da visão pública devido a danos (A. Kachkine Natureza 642343-350; 2025).
O caminho óbvio
O interesse inicial de Kachkine em engenharia encontrou uma saída pronta no ensino médio, na qual passaram seus dois últimos anos em um curso acelerado de biotecnologia percorrido pela Austin Community College, no Texas.
Joseph Oleniczak, um dos instrutores, começou a trabalhar com Kachkine por volta de 2016 e ficou imediatamente impressionado com seu talento. Além de ensinar, Oleniczak co-fundou uma empresa chamada Fabric Technology, também em Austin, para ajudar os acadêmicos a comercializar sua propriedade intelectual. Quando a Kachkine começou a graduação em duelo em engenharia e economia mecânica da Universidade do Texas em Austin em 2018, Oleniczak os contratou para criar o hardware e o software para um ensaio de detecção de bactérias que está sendo desenvolvido por pesquisadores da universidade.
Máscara construída digitalmente traz uma pintura danificada de volta à vida
“De todos os alunos que eu já tive – e tive alguns fenomenais – Alex é o único que já trouxemos”, diz Oleniczak. Fabric finalmente licenciou as invenções de Kachkine de volta a eles para que pudessem iniciar sua própria empresa, Genetiger, no mesmo ano. No início da pandemia Covid-19, Kachkine recebeu uma doação da Fundação Nacional de Ciências dos EUA para desenvolver um ensaio de detecção SARS-CoV-2, que a Universidade do Texas em Austin costumava rastrear funcionários no campus.
“Não foi realmente diagnóstico, mas se houvesse positivo, poderíamos incentivar as pessoas a fazer um teste de PCR adequado”, diz Kachkine. “Lembro -me do primeiro dia em que tivemos um verdadeiro positivo. Eu nunca tive o momento de uma invenção de realmente ser relevante para alguém”.
Após a graduação, a Kachkine começou a procurar empregos, mas descobriu que muitas posições exigiam uma pós -graduação. Foi assim que, em 2021, Kachkine se juntou ao laboratório de Luis Fernando Velásquez-García, um engenheiro de microssistemas do MIT. Como o Kachkine, o grupo de pesquisa de Velásquez-García desafia a classificação fácil, a engenharia em ponte com campos como aeronáutica, astronáutica, tecnologia de satélite e nanotecnologia e espectrometria de massa.
“O laboratório não é afiliado a nenhuma parte em particular da universidade, e nós realmente somos nossa coisa distinta”, diz Velásquez-García, acrescentando que, quando ele encontrou a aplicação de Kachkine, ele pensou que sua competência central na ciência dura e na mentalidade empreendedora se casaria bem com o grupo. “Isso é ótimo para onde trabalhamos, porque criamos coisas que muitas vezes ainda não existem.”

Quando criança, Kachkine foi cativado pelo art.Crédito: Alex Kachkine
O trabalho da tese de Kachkine abordou um desafio de longa data: desenvolver e otimizar fontes de íons em espectrometria de massa. Todos os espectrômetros de massa incluem um dispositivo para converter o material da amostra em um fluxo de partículas carregadas que a máquina pode analisar. Ao mergulhar na tecnologia, Kachkine percebeu o que uma grande evaporação tem na eficiência dos espectrômetros de massa-“estamos trabalhando com líquidos em escala de microlitros que desaparecem em segundos”, eles explicam-mas quão pouco outros pesquisadores explicam esse fato ao projetar e otimizar seus próprios equipamentos. “Acontece que a evaporação é complicada”, diz Kachkine. Quando analisaram os artigos publicados na última década que destacam melhorias na eficiência, muitos dos resultados inesperados que encontraram poderiam ser explicados pela evaporação.
Velásquez-García diz que este trabalho, que finalmente permitiu ao laboratório criar dispositivos melhores e mais eficientes (A. Kachkine e LF Velásquez-García em 21st int. Conf. Micro e nanotecnologia para geração de energia e aplicações de conversão de energia 38–41; IEEE, 2022) exemplifica Kachkine como cientista: discreto, mas metódico e dedicado. “Se há algo (eles querem) descobrir, mesmo que seja complicado, eles gastarão o tempo”, diz Velásquez-García.
Respirando a vida de volta à arte
Em seu tempo livre, Kachkine continuou a comprar e restaurar arte, acumulando dezenas de obras que abrangem vários gêneros, do expressionismo abstrato ao modernismo. “Muitas pessoas colocam seu dinheiro em contas de poupança, e eu coloco dinheiro na arte”, diz Kachkine. “Como alguém com um diploma em economia, eu provavelmente deveria saber melhor, mas eles me trazem muita alegria.”
Mas, para pagar seu hobby no orçamento de um aluno, a Kachkine teve que comprar peças danificadas. Alguns anos atrás, eles compraram uma pintura do final do século XV conhecida como o Adoração depois de Martin Schongaueratribuído a um artista desconhecido, que exigia uma restauração significativa.
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