L'IA dans l'archéologie ouvre la voie à de nouvelles découvertes

L'archéologie, l'étude de l'histoire ancienne par l'excavation et l'analyse d'artefacts, est souvent confrontée à des défis tels que les vastes zones à explorer et la nature fragile des artefacts. Les méthodes traditionnelles peuvent être longues et même entraîner l'omission de sites ou de trésors cachés. L'intelligence artificielle (IA) peut intervenir pour aider à résoudre ce problème. Par exemple, une récente percée dans la péninsule du Yucatan a utilisé l'apprentissage profond pour découvrir plus de 60 000 sites archéologiques mayas anciens auparavant inconnus qui étaient cachés sous une végétation dense.

En particulier, la vision par ordinateur peut aider les archéologues à analyser des images pour détecter des artefacts et cartographier avec précision des sites anciens. L'analyse d'images peut aider à découvrir des motifs cachés dans les paysages ou même à reconstituer des artefacts brisés afin d'accélérer les découvertes et de préserver les moindres détails de notre histoire et de notre culture. Les archéologues découvrent de nouvelles façons d'explorer notre passé grâce à l'IA, qui sont plus rapides, plus précises et plus perspicaces que jamais.

L'essor des techniques archéologiques basées sur l'IA 

L'IA a commencé à faire des vagues dans l'archéologie vers la fin du 20e siècle, grâce aux progrès de l'analyse des données. Dans les années 1990, les archéologues ont commencé à utiliser l'apprentissage automatique et l'exploration de données pour analyser les vastes quantités d'informations qu'ils recueillaient. L'un des premiers grands succès a été l'utilisation de l'IA pour prédire l'emplacement potentiel de sites archéologiques en se basant sur des modèles de données historiques et géographiques, transformant ainsi la façon dont les fouilles étaient planifiées.

Un des premiers exemples du rôle croissant de l'IA en archéologie est le travail d'Iconem, une entreprise parisienne fondée en 2010. Iconem utilise des drones et l'IA pour créer des modèles numériques 3D de monuments historiques menacés par la guerre, les conflits et la dégradation naturelle. En capturant des milliers d'images, Iconem a documenté des sites dans plus de 20 pays, notamment les ruines antiques de Pompéi, les villes assyriennes en Irak et les monastères bouddhistes en Afghanistan. Ces préservations numériques sont des ressources précieuses pour l'éducation et la recherche, en particulier pour les sites difficiles d'accès ou endommagés.

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En 2021, l'IA était même utilisée pour restaurer des artefacts anciens. Des projets comme l'initiative RePAIR en Italie ont utilisé des robots pour reconstituer soigneusement des objets fragiles provenant de lieux comme Pompéi. Aujourd'hui, le rôle de l'IA en archéologie continue de s'étendre, aidant à des tâches telles que le déchiffrage de textes anciens et l'analyse d'images satellite. L'IA est devenue un outil essentiel pour découvrir et préserver notre histoire.

Comment la vision par ordinateur est utilisée en archéologie

La vision par ordinateur est une branche de l'IA qui permet aux ordinateurs de comprendre et d'interpréter des données visuelles. En archéologie, la vision par ordinateur aide les chercheurs à analyser des artefacts, à cartographier des sites anciens et même à reconstruire des structures historiques. En traitant des images et des vidéos à l'aide de l'apprentissage profond, la vision par ordinateur peut extraire des informations qui facilitent la préservation et l'interprétation des découvertes archéologiques.

Analyse d'artefacts avec la vision par ordinateur

Les archéologues trouvent souvent des milliers de fragments comme de la poterie, des os et d'autres matériaux lors de fouilles. Traditionnellement, l'identification et le catalogage de ces pièces prennent beaucoup de temps et nécessitent des connaissances spécialisées. Cependant, grâce à la vision par ordinateur, ce processus peut être automatisé. Par exemple, le projet Arch-I-Scan de l'Université de Leicester utilise la reconnaissance d'images et l'apprentissage automatique pour identifier et enregistrer automatiquement les détails des fragments de poterie. Le système peut analyser des photos provenant d'appareils portables et classer les artefacts par taille, forme, conception et texture.

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Cartographie des sites archéologiques basée sur la vision

L'IA est particulièrement utile dans les premières phases des projets archéologiques. Elle peut aider à identifier les sites archéologiques potentiels avant le début des fouilles et réduit le risque d'endommager les zones historiques. En traitant des images aériennes ou satellitaires, les modèles de vision par ordinateur comme Ultralytics YOLOv8 peuvent utiliser la détection d'objets pour détecter les sites enfouis. YOLOv8 peut être entraîné pour détecter les changements subtils dans un paysage qui pourraient indiquer la présence de structures enfouies, telles que d'anciens murs, routes ou bâtiments. En fait, de légères variations de la couleur du sol, de la croissance de la végétation ou de la texture du sol peuvent même indiquer des vestiges souterrains.

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Un bon exemple est une étude de cas dans la région de l'Alto Minho au Portugal. Des chercheurs ont développé un modèle d'IA entraîné sur des tumulus annotés en utilisant une technique appelée augmentation de données, qui élargit l'ensemble de données en créant de nouveaux exemples d'entraînement similaires. Le système d'IA peut suggérer de nouveaux emplacements potentiels de tumulus. Malgré le défi des faux positifs dus à la perspective aérienne des données LiDAR, cette approche a atteint un taux de réussite de 72,53 % après validation par des experts.

Reconstruction 3D d'artefacts anciens

Les archéologues trouvent souvent des fragments plutôt que des artefacts intacts lors des fouilles. Traditionnellement, l'assemblage de ces fragments est une tâche lente et méticuleuse. Cependant, la reconstruction 3D assistée par l'IA est beaucoup plus rapide. En utilisant des modèles 3D numériques, les algorithmes peuvent analyser les formes des fragments et reconstruire avec précision les artefacts originaux. Ce processus permet de gagner du temps, de fournir des mesures précises et de mieux comprendre les artefacts, ce qui peut offrir des informations plus approfondies sur les cultures qui les ont créés.

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L'IA dans l'archéologie sous-marine

Un domaine passionnant de l'IA dans l'exploration du passé est l'archéologie sous-marine. À Baiae, une ville romaine submergée au large des côtes italiennes, l'IA aide à surveiller et à préserver les ruines antiques sous la mer. WSense, une startup spécialisée dans la communication sous-marine, a développé un réseau de modems acoustiques et de capteurs alimentés par l'IA. Ces systèmes s'adaptent en temps réel aux conditions marines changeantes et transmettent des données environnementales. Ils permettent de surveiller le site à distance, aident les plongeurs à communiquer et à naviguer sous l'eau, et pourraient même être bientôt disponibles pour les touristes grâce à des tablettes intelligentes interactives.

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Utilisation de l'IA pour comprendre les textes anciens

L'IA fait également des progrès dans le déchiffrage des textes anciens. Ithaca de DeepMind, un outil de pointe, utilise l'apprentissage profond pour restaurer les inscriptions endommagées, déterminer leurs origines et les dater avec précision. Entraîné sur un ensemble de données massif d'inscriptions grecques, Ithaca peut restaurer des textes avec une précision de 62 % et les dater à moins de 30 ans de leur âge réel. L'IA redéfinit la recherche historique en permettant aux chercheurs de réexaminer les périodes clés de l'histoire grecque avec une plus grande précision. Combinés à l'expertise humaine, les systèmes d'IA peuvent améliorer considérablement la précision des restaurations de textes.

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Avantages et inconvénients de l'utilisation de l'IA en archéologie

L'IA offre de nombreux avantages au domaine de l'archéologie et peut aider les archéologues à découvrir des schémas et des informations qui pourraient autrement être manqués. Voici quelques-uns des principaux avantages de l'IA en archéologie :

• Améliore la précision dans l'identification et la classification des artefacts.
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• Réduit les erreurs humaines, ce qui conduit à des interprétations plus précises.
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• Garantit que les conclusions sont basées sur des données solides plutôt que sur des biais personnels.
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• L'IA aide à créer des enregistrements détaillés des artefacts qui peuvent être partagés dans le monde entier.
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• Les innovations intelligentes facilitent la collaboration entre les chercheurs et la préservation de l'histoire culturelle précieuse pour les générations futures.

Malgré les nombreux avantages, l'utilisation de l'IA en archéologie pose également des problèmes. Voici quelques-uns des principaux défis de l'IA en archéologie :

• Les outils numériques pourraient éclipser les méthodes archéologiques traditionnelles.
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• Les compétences pratiques et les techniques développées au cours des siècles pourraient perdre de leur importance.
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• Les préoccupations éthiques, telles que la protection du patrimoine culturel et des droits des populations autochtones, doivent être soigneusement prises en compte.
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• Une dépendance excessive à la technologie pourrait réduire la pensée critique et la créativité que l'expertise humaine apporte à l'archéologie.

Globalement, il est important de trouver un équilibre qui soutienne les pratiques archéologiques traditionnelles plutôt que de les remplacer. Une communication ouverte entre les spécialistes de l'IA et les archéologues est essentielle pour maintenir cet équilibre.

Quels sont les facteurs à prendre en compte lors de la mise en œuvre de l'IA en archéologie ?

L'intégration de l'IA en archéologie nécessite une planification minutieuse pour s'assurer qu'elle complète les méthodes traditionnelles plutôt que de les remplacer. Pour intégrer avec succès les outils d'IA dans la recherche archéologique, il est important de suivre quelques étapes clés. Tout d'abord, fixez des objectifs clairs pour l'utilisation de l'IA, qu'il s'agisse d'accélérer l'analyse des données, d'améliorer la classification des artefacts ou d'aider à la cartographie des sites. Avoir des objectifs spécifiques vous aide à choisir les bons outils d'IA pour vos besoins de recherche.

Ensuite, lors de la sélection des outils d'IA, évaluez dans quelle mesure ils s'intègrent à vos objectifs archéologiques. Les outils doivent idéalement être évolutifs, capables de traiter des quantités croissantes de données et conviviaux afin que les archéologues puissent les utiliser efficacement sans avoir besoin de connaissances techniques approfondies. Il est également important de tenir compte du rapport coût-efficacité, car les solutions d'IA peuvent être coûteuses à mettre en œuvre et à maintenir.

Conclusion de nos découvertes

L'IA change le visage de l'archéologie, la rendant plus rapide, plus précise et plus accessible. En analysant de grandes quantités de données, en découvrant des sites cachés et en restaurant des artefacts anciens, l'IA améliore notre façon d'explorer et de comprendre le passé. Sa capacité à traiter rapidement et avec précision l'information permet aux archéologues de faire des découvertes qui prenaient autrefois des années à réaliser avec les méthodes traditionnelles. Alors que l'IA continue d'évoluer, son potentiel pour révéler encore plus de choses sur notre histoire est illimité. L'avenir de l'archéologie s'annonce prometteur, l'IA jouant un rôle clé dans la préservation de notre patrimoine culturel et l'approfondissement de notre compréhension des civilisations anciennes.

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