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Veja como a IA está ajudando os arqueólogos a descobrir sítios escondidos, restaurar artefatos antigos e trazer novas perspectivas para nossa compreensão da história antiga.
A arqueologia, o estudo da história antiga através da escavação e análise de artefatos, frequentemente enfrenta desafios como vastas áreas a serem exploradas e a natureza frágil dos artefatos. Os métodos tradicionais podem ser demorados e até mesmo fazer com que sítios ou tesouros escondidos sejam ignorados. A inteligência artificial (IA) pode intervir para ajudar com isso. Por exemplo, um avanço recente na Península de Yucatán usou aprendizado profundo para descobrir mais de 60.000 sítios arqueológicos maias antigos previamente desconhecidos que estavam escondidos sob a vegetação densa.
Em particular, a visão computacional pode ajudar os arqueólogos a analisar imagens para detectar artefatos e mapear com precisão sítios antigos. A análise de imagem pode ajudar a descobrir padrões ocultos em paisagens ou até mesmo juntar artefatos quebrados para acelerar as descobertas e preservar até os menores detalhes de nossa história e cultura. Os arqueólogos estão desbloqueando novas formas orientadas por IA para explorar nosso passado que são mais rápidas, precisas e perspicazes do que nunca.
O crescimento das técnicas de arqueologia orientadas por IA
A IA começou a causar impacto na arqueologia no final do século 20, graças aos avanços na análise de dados. Na década de 1990, os arqueólogos começaram a usar o aprendizado de máquina e a mineração de dados para analisar as vastas quantidades de informações que coletavam. Um dos primeiros grandes sucessos foi o uso da IA para prever onde os sítios arqueológicos poderiam estar localizados, com base em padrões de dados históricos e geográficos, transformando a forma como as escavações eram planejadas.
Um exemplo inicial do papel crescente da IA na arqueologia é o trabalho da Iconem, uma empresa com sede em Paris fundada em 2010. A Iconem usa drones e IA para criar modelos digitais 3D de marcos históricos ameaçados por guerra, conflito e deterioração natural. Ao capturar milhares de imagens, a Iconem documentou locais em mais de 20 países, incluindo as antigas ruínas de Pompeia, cidades assírias no Iraque e mosteiros budistas no Afeganistão. Essas preservações digitais são recursos valiosos para educação e pesquisa, especialmente para locais de difícil acesso ou que foram danificados.
Fig. 1. Modelo 3D de Palmyra, Síria, da Iconem, antes de ser destruída em 2015.
Em 2021, a IA já estava a ser utilizada para restaurar artefactos antigos. Projetos como a iniciativa RePAIR em Itália utilizaram robôs para juntar cuidadosamente itens frágeis de locais como Pompeia. Atualmente, o papel da IA na arqueologia continua a expandir-se, ajudando em tarefas como a decifração de textos antigos e a análise de imagens de satélite. A IA tornou-se uma ferramenta essencial para descobrir e preservar a nossa história.
Como a visão computacional é usada na arqueologia
A visão computacional é um ramo da IA que permite aos computadores entender e interpretar dados visuais. Na arqueologia, a visão computacional ajuda os pesquisadores a analisar artefatos, mapear sítios antigos e até reconstruir estruturas históricas. Ao processar imagens e vídeos usando aprendizado profundo, a visão computacional pode extrair insights que facilitam a preservação e a interpretação de achados arqueológicos.
Analisando artefatos com visão computacional
Arqueólogos frequentemente encontram milhares de fragmentos, como cerâmica, ossos e outros materiais, durante as escavações. Tradicionalmente, identificar e catalogar essas peças exige muito tempo e conhecimento especializado. No entanto, com a visão computacional, esse processo pode ser automatizado. Por exemplo, o projeto Arch-I-Scan na Universidade de Leicester usa reconhecimento de imagem e aprendizado de máquina para identificar e registrar automaticamente detalhes de fragmentos de cerâmica. O sistema pode analisar fotos de dispositivos portáteis e classificar artefatos por tamanho, forma, design e textura.
Fig. 2. O Arch-I-Scan pode ajudar a reconhecer e registar detalhes de vestígios de cerâmica.
Mapeamento de sítios arqueológicos baseado em visão
A IA é especialmente útil nos estágios iniciais de projetos arqueológicos. Ela pode ajudar a identificar potenciais sítios arqueológicos antes que qualquer escavação comece e reduz o risco de danificar áreas históricas. Ao processar imagens aéreas ou de satélite, modelos de visão computacional como o Ultralytics YOLOv8 podem usar a detecção de objetos para identificar sítios enterrados. O YOLOv8 pode ser treinado para detectar mudanças sutis em uma paisagem que podem indicar a presença de estruturas enterradas, como paredes, estradas ou edifícios antigos. De fato, pequenas variações na cor do solo, no crescimento da vegetação ou na textura do solo podem até indicar vestígios subterrâneos.
Fig 3. Usando IA para identificar locais para escavar.
Um bom exemplo disso é um estudo de caso na região do Alto Minho, em Portugal. Pesquisadores desenvolveram um modelo de IA treinado em montes funerários anotados usando uma técnica chamada aumento de dados, que expande o conjunto de dados criando novos exemplos de treinamento semelhantes. O sistema de IA pode sugerir possíveis novos locais de montes funerários. Apesar do desafio de falsos positivos devido à perspectiva aérea dos dados LiDAR, esta abordagem alcançou uma taxa de sucesso de 72,53% após a validação por especialistas.
Reconstrução 3D de artefatos antigos
Arqueólogos frequentemente encontram fragmentos em vez de artefatos intactos durante as escavações. Tradicionalmente, juntar esses fragmentos é uma tarefa lenta e meticulosa. No entanto, a reconstrução 3D assistida por IA é muito mais rápida. Usando modelos 3D digitais, os algoritmos podem analisar as formas dos fragmentos e reconstruir com precisão os artefatos originais. Este processo economiza tempo e fornece medições precisas e uma melhor compreensão dos artefatos, o que pode oferecer insights mais profundos sobre as culturas que os criaram.
Fig 4. Reconstrução 3D de Fragmentos.
IA na arqueologia subaquática
Uma área emocionante da IA na exploração do passado é a arqueologia subaquática. Em Baiae, uma cidade romana submersa ao largo da costa da Itália, a IA está a ajudar a monitorizar e preservar as ruínas antigas sob o mar. A WSense, uma startup especializada em comunicação subaquática, desenvolveu uma rede de modems acústicos e sensores alimentados por IA. Estes sistemas adaptam-se às condições marítimas em mudança em tempo real e transmitem dados ambientais. Tornam possível monitorizar remotamente o local, ajudar os mergulhadores a comunicar e navegar debaixo de água, e podem até estar disponíveis em breve para turistas através de tablets inteligentes interativos.
Fig 5. Mergulhadores exploram as ruínas subaquáticas em Baiae, em Nápoles, Itália.
Usando IA para entender textos antigos
A IA também está avançando na decifração de textos antigos. O Ithaca da DeepMind, uma ferramenta de ponta, usa aprendizado profundo para restaurar inscrições danificadas, determinar suas origens e datá-las com precisão. Treinado em um conjunto de dados massivo de inscrições gregas, o Ithaca pode restaurar textos com 62% de precisão e datá-los dentro de 30 anos de sua idade real. A IA está redefinindo a pesquisa histórica, permitindo que os estudiosos reexaminem períodos-chave da história grega com maior precisão. Quando combinados com a experiência humana, os sistemas de IA podem melhorar significativamente a precisão das restaurações de texto.
Fig 6. Um exemplo de uma inscrição restaurada que remonta a 485/4 a.C.
Prós e contras do uso de IA na arqueologia
A IA oferece muitos benefícios para o campo da arqueologia e pode ajudar os arqueólogos a descobrir padrões e insights que poderiam passar despercebidos. Aqui estão alguns dos principais benefícios da IA na arqueologia:
Melhora a precisão na identificação e classificação de artefatos.
Reduz o erro humano, levando a interpretações mais precisas.
Garante que as conclusões sejam baseadas em dados sólidos, em vez de vieses pessoais.
A IA ajuda a criar registros detalhados de artefatos que podem ser compartilhados mundialmente.
Inovações inteligentes facilitam a colaboração entre pesquisadores e a preservação da valiosa história cultural para as gerações futuras.
Apesar dos muitos benefícios, também existem desafios relacionados à utilização de IA na arqueologia. Aqui estão alguns dos principais desafios da IA na arqueologia:
Ferramentas digitais podem ofuscar os métodos arqueológicos tradicionais.
As habilidades práticas e técnicas desenvolvidas ao longo de séculos podem perder sua importância.
Questões éticas, como a proteção do patrimônio cultural e dos direitos indígenas, exigem uma consideração cuidadosa.
A dependência excessiva da tecnologia pode reduzir o pensamento crítico e a criatividade que a experiência humana acrescenta à arqueologia.
No geral, é importante encontrar um equilíbrio que apoie, em vez de substituir, as práticas arqueológicas tradicionais. A comunicação aberta entre especialistas em IA e arqueólogos é essencial para manter esse equilíbrio.
Quais fatores influenciam a implementação de IA na arqueologia?
A integração da IA na arqueologia requer um planejamento cuidadoso para garantir que ela complemente, em vez de substituir, os métodos tradicionais. Para trazer com sucesso as ferramentas de IA para a pesquisa arqueológica, é importante seguir algumas etapas importantes. Primeiro, defina objetivos claros para o uso da IA, seja para acelerar a análise de dados, melhorar a classificação de artefatos ou auxiliar no mapeamento de sítios. Ter objetivos específicos ajuda você a escolher as ferramentas de IA certas para suas necessidades de pesquisa.
Então, ao selecionar ferramentas de IA, considere o quão bem elas se encaixam em seus objetivos arqueológicos. As ferramentas devem ser idealmente escaláveis, capazes de lidar com quantidades crescentes de dados e fáceis de usar, para que os arqueólogos possam usá-las de forma eficaz sem a necessidade de amplo conhecimento técnico. Também é importante considerar a relação custo-benefício, pois as soluções de IA podem ser caras para implementar e manter.
Concluindo nossas descobertas
A IA está mudando a face da arqueologia, tornando-a mais rápida, mais precisa e mais acessível. Ao analisar grandes quantidades de dados, descobrir sítios ocultos e restaurar artefatos antigos, a IA está aprimorando a forma como exploramos e compreendemos o passado. Sua capacidade de processar informações de forma rápida e precisa permite que os arqueólogos façam descobertas que antes levavam anos para serem alcançadas com métodos tradicionais. À medida que a IA continua a evoluir, seu potencial para revelar ainda mais sobre nossa história é ilimitado. O futuro da arqueologia parece promissor, com a IA desempenhando um papel fundamental na preservação de nosso patrimônio cultural e no aprofundamento de nossa compreensão das civilizações antigas.
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