La AI en la arqueología abre el camino a nuevos descubrimientos

La arqueología, el estudio de la historia antigua mediante la excavación y el análisis de artefactos, suele enfrentarse a desafíos como la necesidad de explorar grandes extensiones 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 (IA) puede ayudar en este ámbito. Por ejemplo, un avance reciente en la península de Yucatán utilizó el aprendizaje profundo para descubrir más de 60.000 antiguos yacimientos arqueológicos mayas 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 antiguos yacimientos. El análisis de imágenes puede ayudar a descubrir patrones ocultos en los paisajes o incluso a recomponer artefactos rotos para acelerar los descubrimientos y 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 impulsadas por la IA#

La IA empezó a cobrar importancia en la arqueología hacia finales del siglo XX, gracias a los avances en el análisis de datos. En la década de 1990, los arqueólogos empezaron a utilizar el aprendizaje automático y la minería de datos para analizar las enormes cantidades de información que habían recopilado. Uno de los primeros grandes éxitos fue utilizar la IA para [predecir](https://ultralytics-translation-0.invalid dónde podrían encontrarse yacimientos arqueológicos basándose en patrones de datos históricos y geográficos, lo que transformó la forma de planificar 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 guerras, 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 preservaciones 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 su destrucción 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 de satélite. La IA se ha convertido en una herramienta esencial para descubrir y preservar nuestra historia.

Cómo se utiliza la visión artificial en la arqueología#

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

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

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

Un buen ejemplo es un estudio de caso realizado en la región del Alto Minho de 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 mediante la creación de nuevos ejemplos de entrenamiento similares. El sistema de IA puede sugerir posibles ubicaciones de nuevos túmulos funerarios. A pesar del desafío de los falsos positivos debido 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 piezas rotas en lugar de artefactos intactos. Tradicionalmente, recomponer estos 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, proporciona mediciones precisas y mejora la comprensión de los artefactos, lo que puede ofrecer conocimientos más profundos sobre las culturas que los crearon.

Fig. 4. Reconstrucción 3D de fragmentos.

La IA en la arqueología subacuática#

Un área fascinante de la IA aplicada a la exploración del pasado es la arqueología subacuática. En Baiae, una ciudad romana sumergida frente a la costa de Italia, la IA ayuda a supervisar 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 las condiciones cambiantes del mar y transmiten datos medioambientales. Permiten supervisar el yacimiento a distancia, ayudan a los buceadores a comunicarse y orientarse bajo el agua, e incluso podrían estar pronto disponibles para los turistas mediante tabletas inteligentes interactivas.

Fig. 5. Buceadores exploran las ruinas subacuáticas de Baiae, en Nápoles, Italia.

Uso de la IA para comprender textos antiguos#

La IA también está logrando avances en el descifrado de textos antiguos. Ithaca, una herramienta puntera de DeepMind, utiliza el aprendizaje profundo para restaurar inscripciones dañadas, determinar su origen y fecharlas con precisión. Entrenada con un enorme conjunto de datos de inscripciones griegas, Ithaca puede restaurar textos con una precisión del 62 % y datarlos dentro de un margen de 30 años respecto a su antigüedad real. La IA está redefiniendo la investigación histórica al permitir que los especialistas 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 las restauraciones de textos.

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

Ventajas y desventajas del uso de la IA en la 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 la arqueología:

• Mejora la precisión a la hora de identificar y clasificar artefactos.
• Reduce los errores humanos, lo que permite 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 los artefactos que se pueden compartir en todo el mundo.
• Las innovaciones inteligentes facilitan la colaboración entre investigadores y la preservación de valiosos elementos de la historia cultural para las generaciones futuras.

A pesar de sus numerosas ventajas, la dependencia de la IA en la arqueología también plantea desafíos. Estos son algunos de los principales desafíos de la IA en la arqueología:

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

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

A continuación, al seleccionar herramientas de IA, considera hasta qué punto se ajustan a tus objetivos arqueológicos. Lo ideal es que las herramientas sean escalables, capaces de gestionar cantidades de datos cada vez mayores y fáciles de usar, para que los arqueólogos puedan utilizarlas eficazmente sin necesitar amplios conocimientos técnicos. También es importante considerar 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 y la hace más rápida, precisa y accesible. Al analizar grandes cantidades de datos, descubrir yacimientos ocultos y restaurar artefactos antiguos, la IA mejora nuestra forma de explorar y comprender 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 ilimitado. El futuro de la arqueología es prometedor, con la IA desempeñando un papel clave en la preservación de nuestro patrimonio cultural y en la profundización de nuestra comprensión de las civilizaciones antiguas.

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