L'IA en archéologie ouvre la voie à de nouvelles découvertes

L'archéologie, l'étude de l'histoire ancienne à travers la fouille 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 prendre beaucoup de temps et même faire passer à côté de sites ou de trésors cachés. L'intelligence artificielle (IA) peut apporter une aide dans ce domaine. 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 jusqu'alors inconnus et 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 méthodes d'exploration de notre passé basées sur l'IA, plus rapides, plus précises et plus perspicaces que jamais.

L'essor des techniques d'archéologie pilotées par 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. Dès les années 1990, les archéologues ont commencé à utiliser l'apprentissage automatique et l'exploration de données pour analyser les grandes quantités d'informations qu'ils recueillaient. L'une des premières grandes réussites a été l'utilisation de l'IA pour prédire l' emplacement des sites archéologiques sur la base de modèles de données historiques et géographiques, ce qui a transformé la façon dont les fouilles étaient planifiées.

Un premier exemple du rôle croissant de l'IA dans l'archéologie est le travail d'Iconem, une société basée à Paris et fondée en 2010. Iconem utilise des drones et l'IA pour créer des modèles numériques en 3D de sites 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, des cités assyriennes en Irak et des monastères bouddhistes en Afghanistan. Ces conservations numériques sont des ressources précieuses pour l'éducation et la recherche, en particulier pour les sites qui sont difficiles d'accès ou qui ont été endommagés.

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En 2021, l'IA était même utilisée pour restaurer des objets anciens. Des projets tels que l'initiative RePAIR en Italie ont fait appel à des robots pour reconstituer avec soin des objets fragiles provenant de sites comme Pompéi. Aujourd'hui, le rôle de l'IA dans l'archéologie continue de s'étendre, contribuant à des tâches telles que le déchiffrage de textes anciens et l'analyse d'images satellites. 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'intelligence artificielle qui permet aux ordinateurs de comprendre et d'interpréter des données visuelles. En archéologie, la vision par ordinateur aide les chercheurs à analyser les artefacts, à cartographier les sites anciens et même à reconstruire les structures historiques. En traitant les images et les 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 des artefacts par vision artificielle

Les archéologues trouvent souvent des milliers de fragments de poterie, d'os et d'autres matériaux au cours de leurs fouilles. Traditionnellement, l'identification et le catalogage de ces pièces demandent beaucoup de temps et de connaissances spécialisées. Toutefois, 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 prises à partir d'appareils portables et classer les objets en fonction de leur taille, de leur forme, de leur conception et de leur 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 permet d'identifier les sites archéologiques potentiels avant le début des fouilles et réduit le risque d'endommager des zones historiques. En traitant des images aériennes ou satellitaires, des modèles de vision artificielle comme Ultralytics YOLOv8 peuvent utiliser la détection d'objets pour repérer des sites enfouis. YOLOv8 peut être entraîné à détecter des changements subtils dans un paysage qui pourraient indiquer la présence de structures enterrées, telles que d'anciens murs, routes ou bâtiments. En fait, de légères variations dans la couleur du sol, la croissance de la végétation ou la texture du sol peuvent même indiquer la présence de vestiges souterrains.

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Une étude de cas menée dans la région portugaise de l'Alto Minho en est un bon exemple. Les chercheurs ont mis au point un modèle d'IA formé sur des tumulus annotés à l'aide d'une technique appelée augmentation des données, qui élargit l'ensemble de données en créant de nouveaux exemples de formation similaires. Le système d'IA peut suggérer de nouveaux emplacements potentiels pour les tumulus. Malgré le problème des faux positifs dû à la perspective aérienne des données LiDAR, cette approche a atteint un taux de réussite de 72,53 % après validation par des experts.

Reconstruction en 3D d'objets anciens

Lors des fouilles, les archéologues trouvent souvent des fragments plutôt que des objets intacts. Traditionnellement, reconstituer ces fragments est une tâche lente et méticuleuse. Cependant, la reconstruction 3D assistée par l'IA est beaucoup plus rapide. À l'aide de modèles numériques en 3D, des algorithmes peuvent analyser les formes des fragments et reconstruire avec précision les artefacts originaux. Ce processus permet de gagner du temps, d'obtenir des mesures précises et de mieux comprendre les artefacts, ce qui permet de mieux connaître les cultures qui les ont créés.

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L'IA dans l'archéologie sous-marine

L'archéologie sous-marine est l'un des domaines passionnants de l'IA dans l'exploration du passé. À Baiae, une ville romaine submergée au large des côtes italiennes, l'IA contribue à la surveillance et à la préservation des ruines antiques qui se trouvent sous la mer. WSense, une start-up spécialisée dans la communication sous-marine, a mis au point un réseau de modems et de capteurs acoustiques alimentés par l'IA. Ces systèmes s'adaptent en temps réel aux conditions changeantes de la mer et transmettent des données environnementales. Ils permettent de surveiller le site à distance, d'aider les plongeurs à communiquer et à naviguer sous l'eau, et pourraient même être bientôt mis à la disposition des touristes grâce à des tablettes intelligentes interactives.

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L'IA au service de la compréhension des textes anciens

L'IA progresse également dans le déchiffrage des textes anciens. Ithaca, un outil de pointe de DeepMind, utilise l'apprentissage profond pour restaurer des inscriptions endommagées, déterminer leur origine et les dater avec précision. Entraîné sur un vaste ensemble de données 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 des périodes clés de l'histoire grecque avec une plus grande précision. Associés à l'expertise humaine, les systèmes d'IA peuvent améliorer de manière significative 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 leur échapper. Voici quelques-uns des principaux avantages de l'IA dans le domaine de l'archéologie :

• Améliore la précision de l'identification et de la classification des objets.
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• Réduit les erreurs humaines, ce qui permet des interprétations plus précises.
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• Veille à ce que les conclusions soient fondées sur des données solides plutôt que sur des préjugés personnels.
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• L'IA permet de créer des dossiers détaillés sur les 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 d'une histoire culturelle précieuse pour les générations futures.

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

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

Dans l'ensemble, 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 pour mettre en œuvre l'IA dans le domaine de l'archéologie ?

L'intégration de l'IA dans l'archéologie nécessite une planification minutieuse afin de s'assurer qu'elle complète les méthodes traditionnelles plutôt que de les remplacer. Pour réussir à intégrer des 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. Le fait d'avoir des objectifs précis vous aidera à choisir les outils d'IA adaptés à vos besoins en matière de recherche.

Ensuite, lors de la sélection des outils d'IA, il convient de se demander dans quelle mesure ils s'intègrent dans vos objectifs archéologiques. Idéalement, les outils devraient 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 de la rentabilité, car les solutions d'IA peuvent être coûteuses à mettre en œuvre et à entretenir.

Synthèse des résultats

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 les informations permet aux archéologues de faire des découvertes qui prenaient autrefois des années à réaliser avec les méthodes traditionnelles. À mesure que l'IA continue d'évoluer, son potentiel de révélation de notre histoire est illimité. L'avenir de l'archéologie est prometteur, l'IA jouant un rôle clé dans la préservation de notre patrimoine culturel et dans l'approfondissement de notre compréhension des civilisations anciennes.

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