KI in der Archäologie ebnet den Weg für neue Entdeckungen

Die Archäologie, das Studium der antiken Geschichte durch die Ausgrabung und Analyse von Artefakten, steht oft vor Herausforderungen wie den riesigen zu erforschenden Gebieten und der Zerbrechlichkeit der Artefakte. Traditionelle Methoden können zeitaufwändig sein und sogar dazu führen, dass verborgene Stätten oder Schätze übersehen werden. Künstliche Intelligenz (KI) kann in diesem Fall helfen. So wurden kürzlich auf der Halbinsel Yucatan mithilfe von Deep Learning über 60 000 bisher unbekannte archäologische Stätten der Maya entdeckt, die unter dichter Vegetation verborgen waren.

Insbesondere kann die Bildverarbeitung Archäologen dabei helfen, Bilder zu analysieren, um Artefakte zu erkennen und antike Stätten genau zu kartieren. Die Bildanalyse kann dabei helfen, verborgene Muster in Landschaften aufzudecken oder sogar zerbrochene Artefakte zusammenzusetzen, um Entdeckungen zu beschleunigen und selbst die kleinsten Details unserer Geschichte und Kultur zu erhalten. Archäologen erschließen neue KI-gestützte Wege zur Erforschung unserer Vergangenheit, die schneller, präziser und aufschlussreicher sind als je zuvor.

Das Wachstum der KI-gesteuerten Archäologietechniken 

Die künstliche Intelligenz begann gegen Ende des 20. Jahrhunderts in der Archäologie Wellen zu schlagen, dank der Fortschritte in der Datenanalyse. In den 1990er Jahren begannen Archäologen, maschinelles Lernen und Data Mining einzusetzen, um die riesigen Mengen an gesammelten Informationen zu analysieren. Einer der ersten großen Erfolge war der Einsatz von KI zur Vorhersage der Lage archäologischer Stätten auf der Grundlage historischer und geografischer Datenmuster, was die Planung von Ausgrabungen veränderte.

Ein frühes Beispiel für die wachsende Rolle der KI in der Archäologie ist die Arbeit von Iconem, einem 2010 gegründeten Unternehmen mit Sitz in Paris. Iconem setzt Drohnen und KI ein, um digitale 3D-Modelle historischer Sehenswürdigkeiten zu erstellen, die von Krieg, Konflikten und natürlichem Verfall bedroht sind. Durch die Aufnahme von Tausenden von Bildern hat Iconem Stätten in über 20 Ländern dokumentiert, darunter die antiken Ruinen von Pompeji, assyrische Städte im Irak und buddhistische Klöster in Afghanistan. Diese digitalen Konservierungen sind wertvolle Ressourcen für Bildung und Forschung, insbesondere für schwer zugängliche oder beschädigte Stätten.

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Bis 2021 wurde KI sogar zur Restaurierung antiker Artefakte eingesetzt. Bei Projekten wie der RePAIR-Initiative in Italien wurden Roboter eingesetzt, um zerbrechliche Gegenstände aus Orten wie Pompeji sorgfältig wieder zusammenzusetzen. Heute spielt die KI in der Archäologie eine immer größere Rolle und hilft bei Aufgaben wie der Entzifferung antiker Texte und der Analyse von Satellitenbildern. KI ist zu einem unverzichtbaren Werkzeug bei der Aufdeckung und Bewahrung unserer Geschichte geworden.

Wie Computer Vision in der Archäologie eingesetzt wird

Computer Vision ist ein Zweig der künstlichen Intelligenz, der es Computern ermöglicht, visuelle Daten zu verstehen und zu interpretieren. In der Archäologie hilft Computer Vision den Forschern, Artefakte zu analysieren, antike Stätten zu kartieren und sogar historische Strukturen zu rekonstruieren. Durch die Verarbeitung von Bildern und Videos mithilfe von Deep Learning kann die Computer Vision Erkenntnisse gewinnen, die die Bewahrung und Interpretation archäologischer Funde erleichtern.

Analyse von Artefakten mit Computer Vision

Archäologen finden bei Ausgrabungen oft Tausende von Fragmenten wie Tonwaren, Knochen und andere Materialien. Die Identifizierung und Katalogisierung dieser Stücke erfordert traditionell viel Zeit und Expertenwissen. Mit Hilfe von Computer Vision kann dieser Prozess jedoch automatisiert werden. Das Arch-I-Scan-Projekt an der Universität Leicester beispielsweise nutzt Bilderkennung und maschinelles Lernen, um Details von Keramikfragmenten automatisch zu identifizieren und zu erfassen. Das System kann Fotos von Handheld-Geräten analysieren und Artefakte nach Größe, Form, Design und Textur klassifizieren.

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Vision-basierte Kartierung von archäologischen Stätten

AI ist besonders in der Anfangsphase archäologischer Projekte nützlich. Sie kann dazu beitragen, potenzielle archäologische Stätten zu identifizieren, bevor mit den Ausgrabungen begonnen wird, und verringert das Risiko, historische Gebiete zu beschädigen. Durch die Verarbeitung von Luft- oder Satellitenbildern können Computer-Vision-Modelle wie Ultralytics YOLOv8 mit Hilfe der Objekterkennung verschüttete Stätten aufspüren. YOLOv8 kann darauf trainiert werden, subtile Veränderungen in einer Landschaft zu erkennen, die auf das Vorhandensein von vergrabenen Strukturen wie alten Mauern, Straßen oder Gebäuden hinweisen könnten. Geringfügige Veränderungen der Bodenfarbe, des Vegetationswachstums oder der Bodenbeschaffenheit können sogar auf unterirdische Überreste hinweisen.

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Ein gutes Beispiel hierfür ist eine Fallstudie in der Region Alto Minho in Portugal. Die Forscher entwickelten ein KI-Modell, das auf kommentierten Grabhügeln trainiert wurde. Dabei kam eine Technik namens Datenerweiterung zum Einsatz, bei der der Datensatz durch die Erstellung neuer ähnlicher Trainingsbeispiele erweitert wird. Das KI-System kann potenzielle neue Grabhügelstandorte vorschlagen. Trotz der Herausforderung, dass es aufgrund der Luftperspektive der LiDAR-Daten zu Fehlalarmen kommen kann, hat dieser Ansatz nach der Validierung durch Experten eine Erfolgsquote von 72,53 % erreicht.

3D-Rekonstruktion von antiken Artefakten

Archäologen finden bei Ausgrabungen oft eher Bruchstücke als intakte Artefakte. Traditionell ist das Zusammensetzen dieser Fragmente eine langsame und akribische Aufgabe. Die KI-gestützte 3D-Rekonstruktion ist jedoch viel schneller. Mithilfe digitaler 3D-Modelle können Algorithmen die Formen der Fragmente analysieren und die ursprünglichen Artefakte genau rekonstruieren. Dieses Verfahren spart Zeit und ermöglicht präzise Messungen und ein besseres Verständnis der Artefakte, die tiefere Einblicke in die Kulturen, die sie geschaffen haben, bieten können.

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AI in der Unterwasserarchäologie

Ein spannender Bereich der KI bei der Erforschung der Vergangenheit ist die Unterwasserarchäologie. In Baiae, einer versunkenen römischen Stadt vor der Küste Italiens, hilft KI bei der Überwachung und Erhaltung der antiken Ruinen unter dem Meer. WSense, ein auf Unterwasserkommunikation spezialisiertes Start-up-Unternehmen, hat ein Netzwerk aus akustischen Modems und Sensoren entwickelt, das durch KI gesteuert wird. Diese Systeme passen sich in Echtzeit an die sich ändernden Meeresbedingungen an und übermitteln Umweltdaten. Sie ermöglichen die Fernüberwachung der Stätte, helfen Tauchern bei der Kommunikation und Navigation unter Wasser und könnten bald sogar Touristen über interaktive Smart-Tablets zur Verfügung stehen.

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Mit KI alte Texte verstehen

Auch bei der Entzifferung alter Texte macht die KI Fortschritte. DeepMinds Ithaca, ein hochmodernes Tool, nutzt Deep Learning, um beschädigte Inschriften zu restaurieren, ihren Ursprung zu bestimmen und sie genau zu datieren. Ithaca wurde auf einem riesigen Datensatz griechischer Inschriften trainiert und kann Texte mit einer Genauigkeit von 62 % wiederherstellen und sie mit einer Genauigkeit von 30 Jahren auf ihr wahres Alter datieren. Die künstliche Intelligenz definiert die historische Forschung neu, indem sie es den Wissenschaftlern ermöglicht, wichtige Perioden der griechischen Geschichte mit größerer Präzision zu untersuchen. In Kombination mit menschlichem Fachwissen können KI-Systeme die Genauigkeit von Textrestaurierungen erheblich verbessern.

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Vor- und Nachteile des Einsatzes von AI in der Archäologie

KI bietet viele Vorteile für die Archäologie und kann Archäologen dabei helfen, Muster und Erkenntnisse zu entdecken, die sonst vielleicht übersehen würden. Hier sind einige der wichtigsten Vorteile von KI in der Archäologie:

• Verbessert die Genauigkeit bei der Identifizierung und Klassifizierung von Artefakten.
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• Verringert menschliche Fehler, was zu präziseren Interpretationen führt.
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• Stellt sicher, dass die Ergebnisse auf soliden Daten und nicht auf persönlichen Vorurteilen beruhen.
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• KI hilft bei der Erstellung detaillierter Aufzeichnungen von Artefakten, die weltweit geteilt werden können.
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• Intelligente Innovationen erleichtern den Forschern die Zusammenarbeit und bewahren wertvolle Kulturgeschichte für künftige Generationen.

Trotz der vielen Vorteile gibt es auch Herausforderungen, die mit dem Einsatz von KI in der Archäologie verbunden sind. Hier sind einige der wichtigsten Herausforderungen der KI in der Archäologie:

• Digitale Werkzeuge könnten die traditionellen archäologischen Methoden in den Schatten stellen.
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• Die über Jahrhunderte entwickelten praktischen Fertigkeiten und Techniken könnten ihre Bedeutung verlieren.
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• Ethische Belange, wie der Schutz des kulturellen Erbes und der Rechte indigener Völker, müssen sorgfältig berücksichtigt werden.
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• Eine übermäßige Abhängigkeit von der Technologie könnte das kritische Denken und die Kreativität, die das menschliche Fachwissen zur Archäologie beiträgt, verringern.

Insgesamt ist es wichtig, ein Gleichgewicht zu finden, das die traditionellen archäologischen Praktiken unterstützt, anstatt sie zu ersetzen. Eine offene Kommunikation zwischen KI-Spezialisten und Archäologen ist für die Aufrechterhaltung dieses Gleichgewichts unerlässlich.

Welche Faktoren spielen bei der Implementierung von KI in der Archäologie eine Rolle?

Die Integration von KI in die Archäologie erfordert eine sorgfältige Planung, um sicherzustellen, dass sie die traditionellen Methoden ergänzt und nicht ersetzt. Um KI-Tools erfolgreich in die archäologische Forschung einzubringen, ist es wichtig, einige wichtige Schritte zu befolgen. Legen Sie zunächst klare Ziele für den Einsatz von KIfest, sei es zur Beschleunigung der Datenanalyse, zur besseren Klassifizierung von Artefakten oder zur Unterstützung bei der Kartierung von Fundorten. Konkrete Ziele helfen Ihnen, die richtigen KI-Tools für Ihre Forschungsanforderungen auszuwählen.

Bei der Auswahl von KI-Tools sollten Sie auch darauf achten, wie gut sie zu Ihren archäologischen Zielen passen. Die Tools sollten idealerweise skalierbar sein, wachsende Datenmengen verarbeiten können und benutzerfreundlich sein, damit Archäologen sie effektiv nutzen können, ohne umfangreiche technische Kenntnisse zu benötigen. Es ist auch wichtig, die Kosteneffizienz zu berücksichtigen, da KI-Lösungen in der Implementierung und Wartung teuer sein können.

Zusammenfassung der Ergebnisse

KI verändert das Gesicht der Archäologie und macht sie schneller, präziser und zugänglicher. Durch die Analyse großer Datenmengen, die Freilegung verborgener Stätten und die Restaurierung antiker Artefakte verbessert die KI die Art und Weise, wie wir die Vergangenheit erforschen und verstehen. Ihre Fähigkeit, Informationen schnell und präzise zu verarbeiten, ermöglicht es Archäologen, Entdeckungen zu machen, für die sie mit herkömmlichen Methoden Jahre gebraucht hätten. Mit der weiteren Entwicklung der KI ist ihr Potenzial, noch mehr über unsere Geschichte zu erfahren, unbegrenzt. Die Zukunft der Archäologie sieht vielversprechend aus: KI wird eine Schlüsselrolle bei der Bewahrung unseres kulturellen Erbes und der Vertiefung unseres Verständnisses für alte Zivilisationen spielen.

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