L'AI nell'archeologia apre la strada a nuove scoperte
Scopri come l'AI aiuti gli archeologi a portare alla luce siti nascosti, restaurare manufatti antichi e ottenere nuovi insight sulla nostra comprensione della storia antica.
L'archeologia, lo studio della storia antica attraverso lo scavo e l'analisi dei reperti, deve spesso affrontare sfide come la vastità delle aree da esplorare e la fragilità dei reperti. I metodi tradizionali possono richiedere molto tempo e persino far trascurare siti o tesori nascosti. L'intelligenza artificiale (AI) può contribuire a risolvere questo problema. Ad esempio, una recente scoperta nella penisola dello Yucatán ha utilizzato il deep learning per portare alla luce oltre 60.000 siti archeologici dell'antica civiltà Maya precedentemente sconosciuti, nascosti sotto una fitta vegetazione.
In particolare, la computer vision può aiutare gli archeologi ad analizzare le immagini per rilevare i reperti e mappare con precisione gli antichi siti. L'analisi delle immagini può contribuire a scoprire schemi nascosti nei paesaggi o persino a ricomporre reperti frammentati, accelerando le scoperte e preservando anche i più piccoli dettagli della nostra storia e cultura. Gli archeologi stanno scoprendo nuovi modi basati sull'AI per esplorare il passato, più rapidi, precisi e ricchi di informazioni che mai.
La crescita delle tecniche archeologiche basate sull'AI#
L'AI ha iniziato a suscitare interesse in archeologia verso la fine del XX secolo, grazie ai progressi nell'analisi dei dati. Negli anni '90, gli archeologi hanno iniziato a utilizzare il machine learning e il data mining per analizzare le grandi quantità di informazioni raccolte. Uno dei primi grandi successi è stato l'utilizzo dell'AI per prevedere dove potessero trovarsi i siti archeologici sulla base di schemi storici e geografici presenti nei dati, trasformando il modo in cui venivano pianificati gli scavi.
Un primo esempio del ruolo crescente dell'AI in archeologia è il lavoro di Iconem, un'azienda con sede a Parigi fondata nel 2010. Iconem utilizza droni e AI per creare modelli digitali 3D di monumenti storici minacciati da guerre, conflitti e degrado naturale. Acquisendo 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 buddhisti in Afghanistan. Queste conservazioni digitali sono risorse preziose per l'istruzione e la ricerca, soprattutto per i siti difficili da raggiungere o danneggiati.
Fig. 1 Modello 3D di Palmira, in Siria, realizzato da Iconem prima della sua distruzione nel 2015.
Nel 2021, l'AI veniva già utilizzata anche per restaurare reperti antichi. Progetti come l'iniziativa RePAIR in Italia hanno utilizzato robot per ricomporre con cura oggetti fragili provenienti da luoghi come Pompei. Oggi, il ruolo dell'AI in archeologia continua ad ampliarsi, aiutando in attività come la decifrazione di testi antichi e l'analisi di immagini satellitari. L'AI è diventata uno strumento essenziale per portare alla luce e preservare la nostra storia.
Come viene utilizzata la computer vision in archeologia#
La computer vision è un ramo dell'AI che consente ai computer di comprendere e interpretare i dati visivi. In archeologia, la computer vision aiuta i ricercatori ad analizzare i reperti, mappare gli antichi siti e persino ricostruire strutture storiche. Elaborando immagini e video con il deep learning, la computer vision può estrarre informazioni che rendono più semplice preservare e interpretare i ritrovamenti archeologici.
Analizzare i reperti con la computer vision#
Durante gli scavi, gli archeologi trovano spesso migliaia di frammenti, come ceramiche, ossa e altri materiali. Tradizionalmente, identificare e catalogare questi frammenti richiede molto tempo e competenze specialistiche. Tuttavia, con la computer vision, questo processo può essere automatizzato. Ad esempio, il progetto Arch-I-Scan dell'Università di Leicester utilizza il riconoscimento delle immagini e il machine learning per identificare e registrare automaticamente i dettagli dei frammenti di ceramica. Il sistema può analizzare foto scattate con dispositivi portatili e classificare i reperti in base a dimensioni, forma, decorazione e consistenza.
Fig. 2 Arch-I-Scan può aiutare a riconoscere e registrare i dettagli dei resti di ceramica.
Mappatura dei siti archeologici basata sulla visione#
L'AI è particolarmente utile nelle prime fasi dei progetti archeologici. Può aiutare a identificare potenziali siti archeologici prima dell'inizio degli scavi e ridurre il rischio di danneggiare aree storiche. Elaborando immagini aeree o satellitari, modelli di computer vision come Ultralytics YOLOv8 possono utilizzare la rilevazione degli oggetti per individuare siti sepolti. YOLOv8 può essere addestrato a rilevare sottili cambiamenti nel paesaggio che potrebbero indicare la presenza di strutture sepolte, come antiche mura, strade o edifici. Infatti, lievi variazioni nel colore del suolo, nella crescita della vegetazione o nella consistenza del terreno possono persino indicare resti sotterranei.
Fig. 3. Utilizzo dell'AI per identificare i luoghi in cui scavare (fonte: ArchAI).
Un buon esempio è rappresentato da un caso di studio nella regione dell'Alto Minho, in Portogallo. I ricercatori hanno sviluppato un modello di AI addestrato su tumuli funerari annotati utilizzando una tecnica chiamata data augmentation, che amplia il dataset creando nuovi esempi di addestramento simili. Il sistema di AI può suggerire potenziali nuove posizioni di tumuli funerari. Nonostante la difficoltà dei falsi positivi dovuti alla prospettiva aerea dei dati LiDAR, questo approccio ha raggiunto un tasso di successo del 72,53% dopo la validazione da parte di esperti.
Ricostruzione 3D di reperti antichi#
Durante gli scavi, gli archeologi trovano spesso frammenti rotti anziché reperti integri. Tradizionalmente, ricomporre questi frammenti è un'attività lenta e meticolosa. Tuttavia, la ricostruzione 3D assistita dall'AI è molto più rapida. Utilizzando modelli digitali 3D, gli algoritmi possono analizzare la forma dei frammenti e ricostruire con precisione i reperti originali. Questo processo fa risparmiare tempo, fornisce misurazioni precise e migliora la comprensione dei reperti, offrendo informazioni più approfondite sulle culture che li hanno creati.
Fig. 4. Ricostruzione 3D di frammenti.
L'AI nell'archeologia subacquea#
Un ambito entusiasmante dell'utilizzo dell'AI per esplorare il passato è l'archeologia subacquea. A Baia, una città romana sommersa al largo della costa italiana, l'AI sta aiutando a monitorare e preservare le antiche rovine sotto il mare. WSense, una startup specializzata nelle comunicazioni subacquee, ha sviluppato una rete di modem acustici e sensori basati sull'AI. Questi sistemi si adattano in tempo reale alle condizioni mutevoli del mare e trasmettono dati ambientali. Consentono di monitorare il sito da remoto, aiutano i subacquei a comunicare e orientarsi sott'acqua e presto potrebbero essere messi a disposizione anche dei turisti tramite tablet smart interattivi.
Fig. 5 I subacquei esplorano le rovine sommerse di Baia, a Napoli, in Italia.
Utilizzare l'AI per comprendere i testi antichi#
L'AI sta facendo progressi anche nella decifrazione dei testi antichi. Ithaca di DeepMind, uno strumento all'avanguardia, utilizza il deep learning per restaurare iscrizioni danneggiate, determinarne l'origine e datarle con precisione. Addestrato su un enorme dataset di iscrizioni greche, Ithaca può restaurare i testi con un'accuratezza del 62% e datarli entro 30 anni dalla loro età effettiva. L'AI sta ridefinendo la ricerca storica, consentendo agli studiosi di riesaminare con maggiore precisione periodi chiave della storia greca. Se combinati con le competenze umane, i sistemi di AI possono migliorare significativamente l'accuratezza dei restauri testuali.
Fig. 6 Esempio di un'iscrizione restaurata risalente al 485/4 a.C.
Vantaggi e svantaggi dell'utilizzo dell'AI in archeologia#
L'AI offre molti vantaggi nel campo dell'archeologia e può aiutare gli archeologi a scoprire schemi e informazioni che altrimenti potrebbero sfuggire. Ecco alcuni dei principali vantaggi dell'AI in archeologia:
- Migliora l'accuratezza nell'identificazione e nella classificazione dei reperti.
- Riduce l'errore umano, portando a interpretazioni più precise.
- Garantisce che i ritrovamenti si basino su dati solidi anziché su pregiudizi personali.
- L'AI contribuisce a creare documentazioni dettagliate dei reperti, condivisibili in tutto il mondo.
- Le innovazioni smart facilitano la collaborazione tra ricercatori e la preservazione della preziosa storia culturale per le generazioni future.
Nonostante i numerosi vantaggi, esistono anche difficoltà legate all'affidamento all'AI in archeologia. Ecco alcune delle principali sfide dell'AI in archeologia:
- Gli strumenti digitali potrebbero mettere in secondo piano i metodi archeologici tradizionali.
- Le competenze pratiche e le tecniche sviluppate nel corso dei secoli potrebbero perdere la loro importanza.
- Le questioni etiche, come la tutela del patrimonio culturale e dei diritti delle popolazioni indigene, richiedono un'attenta valutazione.
- Un'eccessiva dipendenza dalla tecnologia potrebbe ridurre il pensiero critico e la creatività che le competenze umane apportano all'archeologia.
Nel complesso, è importante trovare un equilibrio che sostenga, anziché sostituire, le pratiche archeologiche tradizionali. Una comunicazione aperta tra specialisti di AI e archeologi è essenziale per mantenere questo equilibrio.
Quali fattori considerare nell'implementazione dell'AI in archeologia?#
L'integrazione dell'AI nell'archeologia richiede una pianificazione attenta, per assicurarsi che completi anziché sostituire i metodi tradizionali. Per introdurre con successo gli strumenti di AI nella ricerca archeologica, è importante seguire alcuni passaggi fondamentali. Innanzitutto, definisci obiettivi chiari per l'utilizzo dell'AI, ad esempio accelerare l'analisi dei dati, migliorare la classificazione dei reperti o contribuire alla mappatura dei siti. Avere obiettivi specifici ti aiuta a scegliere gli strumenti di AI più adatti alle tue esigenze di ricerca.
Quando selezioni gli strumenti di AI, considera quanto siano adatti ai tuoi obiettivi archeologici. Idealmente, gli strumenti dovrebbero essere scalabili, in grado di gestire quantità crescenti di dati e facili da usare, così che gli archeologi possano impiegarli efficacemente senza una conoscenza tecnica approfondita. È inoltre importante valutare il rapporto costi-efficacia, poiché le soluzioni di AI possono essere costose da implementare e mantenere.
Conclusioni#
L'AI sta cambiando il volto dell'archeologia, rendendola più rapida, precisa e accessibile. Analizzando grandi quantità di dati, portando alla luce siti nascosti e restaurando reperti antichi, l'AI sta migliorando il modo in cui esploriamo e comprendiamo il passato. La sua capacità di elaborare le informazioni rapidamente e con precisione consente agli archeologi di fare scoperte che con i metodi tradizionali avrebbero richiesto anni. Con la continua evoluzione dell'AI, il suo potenziale per rivelare ancora di più sulla nostra storia è illimitato. Il futuro dell'archeologia appare promettente, con l'AI destinata a svolgere un ruolo chiave nella preservazione del nostro patrimonio culturale e nell'approfondimento della nostra comprensione delle civiltà antiche.
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