La IA en arqueología abre el camino a nuevos descubrimientos

La arqueología, el estudio de la historia antigua mediante la excavación y el análisis de artefactos, se enfrenta a menudo a retos como la extensión de las zonas que hay que explorar y la fragilidad de los artefactos. Los métodos tradicionales pueden llevar mucho tiempo e incluso hacer que se pasen por alto yacimientos o tesoros ocultos. La inteligencia artificial (AI) puede ayudar a resolver este problema. Por ejemplo, un avance reciente en la península de Yucatán utilizó aprendizaje profundo para descubrir más de 60 000 yacimientos arqueológicos mayas antiguos hasta entonces desconocidos y ocultos bajo una densa vegetación.

En particular, la visión artificial puede ayudar a los arqueólogos a analizar imágenes para detectar artefactos y cartografiar con precisión yacimientos antiguos. El análisis de imágenes puede ayudar a descubrir patrones ocultos en el paisaje e incluso a recomponer artefactos rotos, lo que acelera los descubrimientos y permite preservar hasta los detalles más pequeños de nuestra historia y cultura. Los arqueólogos están descubriendo nuevas formas de explorar nuestro pasado impulsadas por la IA, más rápidas, precisas y reveladoras que nunca.

El auge de las técnicas arqueológicas basadas en IA#

La IA empezó a cobrar importancia en la arqueología a finales del siglo XX gracias a los avances en el análisis de datos. En la década de 1990, los arqueólogos comenzaron a utilizar el aprendizaje automático y la minería de datos para analizar la enorme cantidad de información que habían recopilado. Uno de los primeros grandes éxitos fue utilizar la IA para predecir la posible ubicación de yacimientos arqueológicos a partir de patrones de datos históricos y geográficos, lo que transformó la planificación de las excavaciones.

Un ejemplo temprano del creciente papel de la IA en la arqueología es el trabajo de Iconem, una empresa con sede en París fundada en 2010. Iconem utiliza drones e IA para crear modelos digitales 3D de monumentos históricos amenazados por la guerra, los conflictos y el deterioro natural. Al capturar miles de imágenes, Iconem ha documentado yacimientos en más de 20 países, incluidas las antiguas ruinas de Pompeya, ciudades asirias de Irak y monasterios budistas de Afganistán. Estas reproducciones digitales son recursos valiosos para la educación y la investigación, especialmente en el caso de yacimientos de difícil acceso o que han sufrido daños.

Fig. 1. Modelo 3D de Palmira (Siria) de Iconem, antes de que fuera destruida en 2015.

En 2021, la IA ya se utilizaba incluso para restaurar artefactos antiguos. Proyectos como la iniciativa RePAIR, en Italia, utilizaron robots para recomponer cuidadosamente objetos frágiles de lugares como Pompeya. Hoy, el papel de la IA en la arqueología sigue ampliándose y ayuda en tareas como descifrar textos antiguos y analizar imágenes por satélite. La IA se ha convertido en una herramienta esencial para descubrir y preservar nuestra historia.

Cómo se utiliza la visión artificial en arqueología#

La visión artificial es una rama de la IA que permite a los ordenadores comprender e interpretar datos visuales. En arqueología, ayuda a los investigadores a analizar artefactos, cartografiar yacimientos antiguos e incluso reconstruir estructuras históricas. Al procesar imágenes y vídeos mediante aprendizaje profundo, la visión artificial puede extraer información que facilita la conservación y la interpretación de los hallazgos arqueológicos.

Análisis de artefactos con visión artificial#

Durante las excavaciones, los arqueólogos suelen encontrar miles de fragmentos, como piezas de cerámica, huesos y otros materiales. Tradicionalmente, identificar y catalogar estas piezas requiere mucho tiempo y conocimientos especializados. Sin embargo, la visión artificial permite automatizar este proceso. Por ejemplo, el proyecto Arch-I-Scan de la Universidad de Leicester utiliza el reconocimiento de imágenes y el aprendizaje automático para identificar y registrar automáticamente los detalles de fragmentos de cerámica. El sistema puede analizar fotografías tomadas con dispositivos portátiles y clasificar los artefactos según su tamaño, forma, diseño y textura.

Fig. 2. Arch-I-Scan puede ayudar a reconocer y registrar detalles de restos de cerámica.

Cartografía de yacimientos arqueológicos basada en visión#

La IA resulta especialmente útil en las primeras fases de los proyectos arqueológicos. Puede ayudar a identificar posibles yacimientos arqueológicos antes de empezar a excavar y reduce el riesgo de dañar zonas históricas. Al procesar imágenes aéreas o por satélite, los modelos de visión artificial como Ultralytics YOLOv8 pueden utilizar la detección de objetos para detectar yacimientos enterrados. YOLOv8 se puede entrenar para detectar cambios sutiles en el paisaje que podrían indicar la presencia de estructuras enterradas, como muros, caminos o edificios antiguos. De hecho, pequeñas variaciones en el color del suelo, el crecimiento de la vegetación o la textura del terreno pueden indicar restos subterráneos.

Fig. 3. Uso de la IA para identificar lugares donde excavar (fuente: ArchAI).

Un buen ejemplo es un estudio de caso en la región del Alto Miño, en Portugal. Los investigadores desarrollaron un modelo de IA entrenado con túmulos funerarios anotados mediante una técnica llamada aumento de datos, que amplía el conjunto de datos creando nuevos ejemplos de entrenamiento similares. El sistema de IA puede sugerir posibles ubicaciones de nuevos túmulos funerarios. A pesar del reto que suponen los falsos positivos debidos a la perspectiva aérea de los datos LiDAR, este enfoque ha alcanzado una tasa de éxito del 72,53 % tras la validación de expertos.

Reconstrucción 3D de artefactos antiguos#

Durante las excavaciones, los arqueólogos suelen encontrar fragmentos rotos en lugar de artefactos intactos. Tradicionalmente, unir esos fragmentos es una tarea lenta y minuciosa. Sin embargo, la reconstrucción 3D asistida por IA es mucho más rápida. Mediante modelos digitales 3D, los algoritmos pueden analizar las formas de los fragmentos y reconstruir con precisión los artefactos originales. Este proceso ahorra tiempo y proporciona mediciones precisas y una mejor comprensión de los artefactos, lo que permite profundizar en las culturas que los crearon.

Fig. 4. Reconstrucción 3D de fragmentos.

IA en arqueología subacuática#

Una de las áreas más fascinantes en las que la IA ayuda a explorar el pasado es la arqueología subacuática. En Baiae, una ciudad romana sumergida frente a la costa de Italia, la IA ayuda a vigilar y preservar las antiguas ruinas bajo el mar. WSense, una startup especializada en comunicación subacuática, ha desarrollado una red de módems acústicos y sensores impulsados por IA. Estos sistemas se adaptan en tiempo real a los cambios en las condiciones marinas y transmiten datos medioambientales. Permiten vigilar el yacimiento a distancia, ayudan a los buceadores a comunicarse y orientarse bajo el agua, y pronto incluso podrían estar a disposición de los turistas mediante tabletas inteligentes interactivas.

Fig. 5. Buceadores exploran la ruina submarina de Baiae, en Nápoles (Italia).

Uso de la IA para comprender textos antiguos#

La IA también está avanzando en el descifrado de textos antiguos. Ithaca, de DeepMind, utiliza aprendizaje profundo para restaurar inscripciones dañadas, determinar su origen y datarlas con precisión. Entrenado con un enorme conjunto de datos de inscripciones griegas, Ithaca puede restaurar textos con una precisión del 62 % y datarlos con un margen de 30 años respecto a su antigüedad real. La IA está redefiniendo la investigación histórica al permitir que los estudiosos vuelvan a examinar periodos clave de la historia griega con mayor precisión. Combinados con la experiencia humana, los sistemas de IA pueden mejorar considerablemente la precisión de la restauración de textos.

Fig. 6. Ejemplo de una inscripción restaurada que data del 485/4 a. C.

Ventajas e inconvenientes de utilizar la IA en arqueología#

La IA ofrece muchas ventajas al campo de la arqueología y puede ayudar a los arqueólogos a descubrir patrones e información que, de otro modo, podrían pasar desapercibidos. Estas son algunas de las principales ventajas de la IA en arqueología:

• Mejora la precisión al identificar y clasificar artefactos.
• Reduce los errores humanos, lo que permite obtener interpretaciones más precisas.
• Garantiza que los hallazgos se basen en datos sólidos y no en sesgos personales.
• La IA ayuda a crear registros detallados de artefactos que se pueden compartir en todo el mundo.
• Las innovaciones inteligentes facilitan la colaboración entre investigadores y la preservación de valiosos legados culturales para las generaciones futuras.

A pesar de sus muchas ventajas, también existen retos relacionados con la dependencia de la IA en arqueología. Estos son algunos de los principales retos de la IA en este campo:

• Las herramientas digitales podrían eclipsar los métodos arqueológicos tradicionales.
• Las habilidades prácticas y las técnicas desarrolladas a lo largo de los siglos podrían perder importancia.
• Las cuestiones éticas, como la protección del patrimonio cultural y de los derechos de los pueblos indígenas, requieren una reflexión cuidadosa.
• Una dependencia excesiva de la tecnología podría reducir el pensamiento crítico y la creatividad que aporta la experiencia humana a la arqueología.

En general, es importante encontrar un equilibrio que apoye las prácticas arqueológicas tradicionales en lugar de sustituirlas. La comunicación abierta entre especialistas en IA y arqueólogos es esencial para mantener ese equilibrio.

¿Qué factores hay que tener en cuenta para implementar la IA en arqueología?#

Integrar la IA en la arqueología requiere una planificación cuidadosa para garantizar que complemente los métodos tradicionales en lugar de sustituirlos. Para incorporar con éxito herramientas de IA a la investigación arqueológica, es importante seguir unos pasos clave. En primer lugar, establece objetivos claros para el uso de la IA, ya sea agilizar el análisis de datos, mejorar la clasificación de artefactos o ayudar a cartografiar yacimientos. Tener objetivos concretos te ayudará a elegir las herramientas de IA adecuadas para las necesidades de tu investigación.

A continuación, al elegir herramientas de IA, ten en cuenta hasta qué punto se ajustan a tus objetivos arqueológicos. Lo ideal es que las herramientas sean escalables, puedan gestionar volúmenes de datos cada vez mayores y sean fáciles de usar, para que los arqueólogos puedan utilizarlas eficazmente sin necesitar amplios conocimientos técnicos. También es importante tener en cuenta la rentabilidad, ya que las soluciones de IA pueden ser caras de implementar y mantener.

Conclusiones de nuestros hallazgos#

La IA está transformando la arqueología: la hace más rápida, precisa y accesible. Al analizar grandes cantidades de datos, descubrir yacimientos ocultos y restaurar artefactos antiguos, la IA está mejorando la forma en que exploramos y comprendemos el pasado. Su capacidad para procesar información con rapidez y precisión permite a los arqueólogos realizar descubrimientos que antes requerían años de trabajo con métodos tradicionales. A medida que la IA siga evolucionando, su potencial para revelar aún más aspectos de nuestra historia será considerable. El futuro de la arqueología es prometedor: la IA desempeñará un papel clave en la preservación de nuestro patrimonio cultural y en la profundización de nuestro conocimiento de las civilizaciones antiguas.

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