L'IA nell'archeologia apre la strada a nuove scoperte

L'archeologia, lo studio della storia antica attraverso lo scavo e l'analisi di manufatti, spesso affronta sfide come le vaste aree da esplorare e la natura fragile dei manufatti. I metodi tradizionali possono richiedere molto tempo e persino far saltare siti o tesori nascosti. L'intelligenza artificiale (IA) può intervenire per aiutare in questo. Ad esempio, una recente svolta nella penisola dello Yucatan ha utilizzato il deep learning per scoprire oltre 60.000 antichi siti archeologici Maya precedentemente sconosciuti che erano nascosti sotto una fitta vegetazione.

In particolare, la computer vision può aiutare gli archeologi ad analizzare le immagini per individuare manufatti e mappare con precisione antichi siti. L'analisi delle immagini può aiutare a scoprire modelli nascosti nei paesaggi o persino a ricostruire manufatti rotti per accelerare le scoperte e preservare anche i più piccoli dettagli della nostra storia e cultura. Gli archeologi stanno sbloccando nuovi modi guidati dall'IA per esplorare il nostro passato che sono più veloci, più precisi e più perspicaci che mai.

La crescita delle tecniche archeologiche guidate dall'IA 

L'IA ha iniziato a farsi strada nell'archeologia verso la fine del XX secolo, grazie ai progressi nell'analisi dei dati. Negli anni '90, gli archeologi hanno iniziato a utilizzare l'apprendimento automatico e il data mining per analizzare le vaste quantità di informazioni raccolte. Uno dei primi grandi successi è stato l'utilizzo dell'IA per prevedere dove potrebbero trovarsi i siti archeologici in base a modelli di dati storici e geografici, trasformando il modo in cui venivano pianificati gli scavi.

Un primo esempio del ruolo crescente dell'IA nell'archeologia è il lavoro di Iconem, una società con sede a Parigi fondata nel 2010. Iconem utilizza droni e IA per creare modelli digitali 3D di monumenti storici minacciati da guerre, conflitti e degrado naturale. Catturando migliaia di immagini, Iconem ha documentato siti in oltre 20 paesi, tra cui le antiche rovine di Pompei, le città assire in Iraq e i monasteri buddisti in Afghanistan. Queste conservazioni digitali sono risorse preziose per l'istruzione e la ricerca, soprattutto per i siti difficili da raggiungere o danneggiati.

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Entro il 2021, l'IA veniva persino utilizzata per restaurare antichi manufatti. Progetti come l'iniziativa RePAIR in Italia hanno utilizzato robot per ricostruire con cura oggetti fragili provenienti da luoghi come Pompei. Oggi, il ruolo dell'IA nell'archeologia continua ad espandersi, aiutando in compiti come la decifrazione di testi antichi e l'analisi di immagini satellitari. L'IA è diventata uno strumento essenziale per scoprire e preservare la nostra storia.

Come viene utilizzata la computer vision in archeologia

La computer vision è una branca dell'IA che consente ai computer di comprendere e interpretare i dati visivi. In archeologia, la computer vision aiuta i ricercatori ad analizzare manufatti, mappare antichi siti e persino ricostruire strutture storiche. Elaborando immagini e video utilizzando il deep learning, la computer vision può estrarre informazioni che rendono più facile la conservazione e l'interpretazione dei reperti archeologici.

Analisi di manufatti con la computer vision

Gli archeologi spesso trovano migliaia di frammenti come ceramiche, ossa e altri materiali durante gli scavi. Tradizionalmente, l'identificazione e la catalogazione di questi pezzi richiedono molto tempo e conoscenze specialistiche. Tuttavia, con la computer vision, questo processo può essere automatizzato. Ad esempio, il progetto Arch-I-Scan presso l'Università di Leicester utilizza il riconoscimento delle immagini e l'apprendimento automatico per identificare e registrare automaticamente i dettagli dei frammenti di ceramica. Il sistema può analizzare le foto da dispositivi portatili e classificare i manufatti per dimensione, forma, design e consistenza.

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Mappatura di siti archeologici basata sulla visione

L'IA è particolarmente utile nelle prime fasi dei progetti archeologici. Può aiutare a identificare potenziali siti archeologici prima che inizino gli scavi e riduce il rischio di danneggiare aree storiche. Elaborando immagini aeree o satellitari, i modelli di computer vision come Ultralytics YOLOv8 possono utilizzare l'object detection per rilevare siti sepolti. YOLOv8 può essere addestrato per rilevare sottili cambiamenti in un paesaggio che potrebbero suggerire la presenza di strutture sepolte, come antiche mura, strade o edifici. Infatti, lievi variazioni nel colore del suolo, nella crescita della vegetazione o nella tessitura del terreno possono persino indicare resti sotterranei.

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Un buon esempio di ciò è un caso di studio nella regione dell'Alto Minho in Portogallo. I ricercatori hanno sviluppato un modello di IA addestrato su tumuli funerari annotati utilizzando una tecnica chiamata data augmentation, che espande il set di dati creando nuovi esempi di addestramento simili. Il sistema di IA può suggerire potenziali nuove posizioni di tumuli funerari. Nonostante la sfida dei falsi positivi dovuti alla prospettiva aerea dei dati LiDAR, questo approccio ha raggiunto un tasso di successo del 72,53% dopo la convalida degli esperti.

Ricostruzione 3D di antichi manufatti

Gli archeologi spesso trovano frammenti rotti piuttosto che manufatti intatti durante gli scavi. Tradizionalmente, ricomporre questi frammenti è un compito lento e meticoloso. Tuttavia, la ricostruzione 3D assistita dall'IA è molto più rapida. Utilizzando modelli 3D digitali, gli algoritmi possono analizzare le forme dei frammenti e ricostruire accuratamente i manufatti originali. Questo processo consente di risparmiare tempo, fornisce misurazioni precise e una migliore comprensione dei manufatti, offrendo approfondimenti maggiori sulle culture che li hanno creati.

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L'IA nell'archeologia subacquea

Un'area entusiasmante dell'IA nell'esplorazione del passato è l'archeologia subacquea. A Baia, una città romana sommersa al largo della costa italiana, l'IA sta aiutando a monitorare e preservare le antiche rovine sotto il mare. WSense, una startup specializzata in comunicazioni subacquee, ha sviluppato una rete di modem acustici e sensori alimentati dall'IA. Questi sistemi si adattano in tempo reale alle mutevoli condizioni del mare e trasmettono dati ambientali. Rendono possibile il monitoraggio remoto del sito, aiutano i subacquei a comunicare e navigare sott'acqua e potrebbero presto essere disponibili anche per i turisti tramite smart tablet interattivi.

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Utilizzo dell'IA per comprendere testi antichi

L'IA sta facendo progressi anche nella decifrazione di testi antichi. Ithaca di DeepMind, uno strumento all'avanguardia, utilizza il deep learning per ripristinare iscrizioni danneggiate, determinarne l'origine e datarle con precisione. Addestrato su un dataset massiccio di iscrizioni greche, Ithaca può ripristinare testi con una precisione del 62% e datarle entro 30 anni dalla loro vera età. L'IA sta ridefinendo la ricerca storica consentendo agli studiosi di riesaminare periodi chiave della storia greca con maggiore precisione. Se combinati con la competenza umana, i sistemi di IA possono migliorare significativamente l'accuratezza dei restauri testuali.

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Pro e contro dell'utilizzo dell'IA in archeologia

L'IA offre molti vantaggi al campo dell'archeologia e può aiutare gli archeologi a scoprire modelli e intuizioni che altrimenti potrebbero sfuggire. Ecco alcuni dei principali vantaggi dell'IA in archeologia:

• Migliora l'accuratezza nell'identificazione e nella classificazione dei manufatti.
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• Riduce l'errore umano, portando a interpretazioni più precise.
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• Garantisce che i risultati si basino su dati solidi piuttosto che su pregiudizi personali.
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• L'IA aiuta a creare registrazioni dettagliate dei manufatti che possono essere condivise in tutto il mondo.
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• Le innovazioni intelligenti rendono più facile per i ricercatori collaborare e preservare la preziosa storia culturale per le generazioni future.

Nonostante i numerosi vantaggi, ci sono anche sfide legate all'affidarsi all'IA in archeologia. Ecco alcune delle principali sfide dell'IA in archeologia:

• Gli strumenti digitali potrebbero mettere in ombra i metodi archeologici tradizionali.
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• Le abilità e le tecniche pratiche sviluppate nel corso dei secoli potrebbero perdere la loro importanza.
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• Le questioni etiche, come la protezione del patrimonio culturale e dei diritti delle popolazioni indigene, richiedono un'attenta considerazione.
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• L'eccessiva dipendenza dalla tecnologia potrebbe ridurre il pensiero critico e la creatività che la competenza umana aggiunge all'archeologia.

Nel complesso, è importante trovare un equilibrio che supporti, piuttosto che sostituire, le pratiche archeologiche tradizionali. La comunicazione aperta tra specialisti di IA e archeologi è essenziale per mantenere un equilibrio.

Quali fattori influiscono sull'implementazione dell'IA in archeologia?

L'integrazione dell'IA in archeologia richiede un'attenta pianificazione per garantire che integri, piuttosto che sostituire, i metodi tradizionali. Per introdurre con successo gli strumenti di IA nella ricerca archeologica, è importante seguire alcuni passaggi chiave. Innanzitutto, stabilire obiettivi chiari per l'utilizzo dell'IA, sia per accelerare l'analisi dei dati, migliorare la classificazione dei manufatti o assistere nella mappatura dei siti. Avere obiettivi specifici aiuta a scegliere gli strumenti di IA giusti per le proprie esigenze di ricerca.

Quindi, durante la selezione degli strumenti di IA, considerare quanto bene si adattano ai propri obiettivi archeologici. Gli strumenti dovrebbero idealmente essere scalabili, in grado di gestire quantità crescenti di dati e facili da usare in modo che gli archeologi possano utilizzarli efficacemente senza aver bisogno di una vasta conoscenza tecnica. È anche importante considerare il rapporto costo-efficacia, poiché le soluzioni di IA possono essere costose da implementare e mantenere.

Riassumendo le nostre scoperte

L'IA sta cambiando il volto dell'archeologia, rendendola più rapida, precisa e accessibile. Analizzando grandi quantità di dati, scoprendo siti nascosti e restaurando antichi manufatti, l'IA sta migliorando il modo in cui esploriamo e comprendiamo il passato. La sua capacità di elaborare rapidamente e accuratamente le informazioni consente agli archeologi di fare scoperte che un tempo richiedevano anni con i metodi tradizionali. Con la continua evoluzione dell'IA, il suo potenziale per rivelare ancora di più sulla nostra storia è illimitato. Il futuro dell'archeologia si preannuncia promettente, con l'IA che svolge un ruolo chiave nella conservazione del nostro patrimonio culturale e nell'approfondimento della nostra comprensione delle antiche civiltà.

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