ИИ в археологии открывает путь к новым открытиям

Археология, изучающая древнюю историю путем раскопок и анализа артефактов, часто сталкивается с такими проблемами, как огромные территории, которые необходимо исследовать, и хрупкая природа артефактов. Традиционные методы могут отнимать много времени и даже приводить к тому, что скрытые места или сокровища могут быть пропущены. Искусственный интеллект (ИИ) может помочь в решении этой проблемы. Например, недавно на полуострове Юкатан с помощью глубокого обучения было обнаружено более 60 000 ранее неизвестных археологических объектов древних майя, которые были скрыты под густой растительностью.

В частности, компьютерное зрение может помочь археологам анализировать изображения для обнаружения артефактов и точного картирования древних мест. Анализ изображений может помочь обнаружить скрытые закономерности в ландшафте или даже собрать воедино разбитые артефакты, чтобы ускорить процесс открытий и сохранить мельчайшие детали нашей истории и культуры. Археологи открывают новые способы изучения нашего прошлого с помощью искусственного интеллекта, более быстрые, точные и проницательные, чем когда-либо прежде.

Развитие методов археологии, основанных на искусственном интеллекте 

ИИ начал проникать в археологию в конце XX века благодаря достижениям в области анализа данных. В 1990-х годах археологи начали использовать машинное обучение и интеллектуальный анализ данных для анализа огромных массивов собранной ими информации. Одним из первых больших успехов стало использование ИИ для предсказания местонахождения археологических объектов на основе исторических и географических данных, что позволило изменить планирование раскопок.

Одним из первых примеров растущей роли искусственного интеллекта в археологии является работа парижской компании Iconem, основанной в 2010 году. Iconem использует беспилотники и искусственный интеллект для создания цифровых 3D-моделей исторических достопримечательностей, которым угрожают войны, конфликты и естественное разрушение. Сделав тысячи снимков, Iconem задокументировала объекты в более чем 20 странах, включая древние руины Помпеи, ассирийские города в Ираке и буддийские монастыри в Афганистане. Эти цифровые снимки являются ценным ресурсом для образования и исследований, особенно для труднодоступных или поврежденных объектов.

‍

К 2021 году ИИ стали использовать даже для восстановления древних артефактов. В рамках таких проектов, как итальянская инициатива RePAIR, роботы бережно собирали хрупкие предметы из таких мест, как Помпеи. Сегодня роль ИИ в археологии продолжает расширяться, помогая в таких задачах, как расшифровка древних текстов и анализ спутниковых снимков. ИИ стал важным инструментом в раскрытии и сохранении нашей истории.

Как компьютерное зрение используется в археологии

Компьютерное зрение - это область искусственного интеллекта, позволяющая компьютерам понимать и интерпретировать визуальные данные. В археологии компьютерное зрение помогает исследователям анализировать артефакты, составлять карты древних мест и даже реконструировать исторические структуры. Обрабатывая изображения и видео с помощью глубокого обучения, компьютерное зрение позволяет извлекать информацию, которая облегчает сохранение и интерпретацию археологических находок.

Анализ артефактов с помощью компьютерного зрения

Во время раскопок археологи часто находят тысячи фрагментов керамики, костей и других материалов. Традиционно идентификация и каталогизация этих фрагментов занимает много времени и требует специальных знаний. Однако с помощью компьютерного зрения этот процесс можно автоматизировать. Например, проект Arch-I-Scan в Лестерском университете использует распознавание изображений и машинное обучение для автоматической идентификации и регистрации деталей фрагментов керамики. Система может анализировать фотографии с портативных устройств и классифицировать артефакты по размеру, форме, дизайну и текстуре.

‍

Картографирование археологических объектов с помощью зрения

AI особенно полезен на ранних стадиях археологических проектов. Он помогает выявить потенциальные археологические объекты еще до начала раскопок и снижает риск повреждения исторических территорий. Обрабатывая аэро- или спутниковые снимки, модели компьютерного зрения, такие как Ultralytics YOLOv8, могут использовать обнаружение объектов для выявления захороненных объектов. YOLOv8 можно обучить обнаруживать тонкие изменения в ландшафте, которые могут намекать на наличие погребенных структур, таких как древние стены, дороги или здания. Более того, небольшие изменения в цвете почвы, росте растительности или текстуре грунта могут даже указывать на подземные останки.

‍

Хорошим примером этого является исследование, проведенное в португальском регионе Алту-Минью. Исследователи разработали модель ИИ, обученную на аннотированных курганах, используя технику, называемую расширением данных, которая расширяет набор данных путем создания новых похожих учебных примеров. Система искусственного интеллекта может предлагать потенциальные места расположения новых курганов. Несмотря на проблему ложных срабатываний из-за воздушной перспективы данных LiDAR, этот подход достиг 72,53 % успеха после экспертной проверки.

3D-реконструкция древних артефактов

Во время раскопок археологи часто находят не целые артефакты, а их обломки. Традиционно собирать эти фрагменты воедино - медленная и кропотливая работа. Однако 3D-реконструкция с помощью искусственного интеллекта выполняется гораздо быстрее. Используя цифровые 3D-модели, алгоритмы могут анализировать формы фрагментов и точно восстанавливать оригинальные артефакты. Этот процесс позволяет сэкономить время, получить точные измерения и лучше понять артефакты, которые могут дать более глубокие сведения о создавших их культурах.

‍

ИИ в подводной археологии

Одна из интересных областей применения ИИ в изучении прошлого - подводная археология. В Байе, затопленном римском городе у побережья Италии, ИИ помогает следить за древними руинами под водой и сохранять их. Стартап WSense, специализирующийся на подводной связи, разработал сеть акустических модемов и датчиков, управляемых искусственным интеллектом. Эти системы адаптируются к меняющимся условиям моря в режиме реального времени и передают данные об окружающей среде. Они позволяют удаленно наблюдать за объектом, помогают дайверам общаться и ориентироваться под водой, а вскоре могут стать доступными и для туристов с помощью интерактивных смарт-планшетов.

‍

Использование искусственного интеллекта для понимания древних текстов

ИИ также делает успехи в расшифровке древних текстов. Передовой инструмент Ithaca компании DeepMind использует глубокое обучение для восстановления поврежденных надписей, определения их происхождения и точной датировки. Обученная на огромном наборе данных греческих надписей, Ithaca может восстанавливать тексты с точностью 62 % и датировать их в пределах 30 лет от их истинного возраста. ИИ вносит изменения в исторические исследования, позволяя ученым с большей точностью изучать ключевые периоды греческой истории. В сочетании с человеческим опытом системы ИИ могут значительно повысить точность реставрации текстов.

‍

Плюсы и минусы использования искусственного интеллекта в археологии

ИИ предлагает множество преимуществ в области археологии и может помочь археологам обнаружить закономерности и понять то, что в противном случае может быть упущено. Вот некоторые из ключевых преимуществ ИИ в археологии:

• Повышает точность идентификации и классификации артефактов.
  ‍
• Уменьшает количество человеческих ошибок, что приводит к более точным интерпретациям.
  ‍
• Убедитесь, что выводы основаны на достоверных данных, а не на личных предубеждениях.
  ‍
• ИИ помогает создавать подробные записи об артефактах, которые можно распространять по всему миру.
  ‍
• Умные инновации облегчают сотрудничество исследователей и сохраняют ценную историю культуры для будущих поколений.

Несмотря на многочисленные преимущества, существуют и проблемы, связанные с использованием ИИ в археологии. Вот некоторые из основных проблем, связанных с применением ИИ в археологии:

• Цифровые инструменты могут затмить традиционные археологические методы.
  ‍
• Практические навыки и техники, выработанные веками, могут утратить свое значение.
  ‍
• Этические проблемы, такие как защита культурного наследия и прав коренных народов, требуют тщательного рассмотрения.
  ‍
• Чрезмерная зависимость от технологий может снизить уровень критического мышления и креативности, которые привносит в археологию человеческий опыт.

В целом, важно найти баланс, который бы поддерживал, а не заменял традиционные археологические практики. Открытое общение между специалистами по ИИ и археологами необходимо для поддержания баланса.

Что влияет на внедрение ИИ в археологию?

Внедрение искусственного интеллекта в археологию требует тщательного планирования, чтобы он дополнял, а не заменял традиционные методы. Чтобы успешно внедрить инструменты ИИ в археологические исследования, важно следовать нескольким ключевым шагам. Во-первых, поставьте четкие цели использования ИИ: ускорить анализ данных, улучшить классификацию артефактов или помочь в составлении карты местности. Наличие конкретных целей поможет вам выбрать правильные инструменты ИИ для ваших исследовательских нужд.

Выбирая инструменты ИИ, подумайте, насколько они соответствуют вашим археологическим целям. В идеале инструменты должны быть масштабируемыми, способными обрабатывать все большие объемы данных и удобными для пользователя, чтобы археологи могли эффективно их использовать, не обладая обширными техническими знаниями. Также важно учитывать экономическую эффективность, поскольку решения на основе ИИ могут быть дорогостоящими в плане внедрения и обслуживания.

Подводя итог нашим выводам

ИИ меняет облик археологии, делая ее более быстрой, точной и доступной. Анализируя большие объемы данных, обнаруживая скрытые места и восстанавливая древние артефакты, искусственный интеллект позволяет нам лучше изучить и понять прошлое. Его способность быстро и точно обрабатывать информацию позволяет археологам делать открытия, на которые раньше уходили годы при использовании традиционных методов. По мере того как ИИ продолжает развиваться, его потенциал в раскрытии еще большего количества информации о нашей истории неограничен. Будущее археологии выглядит многообещающим, а ИИ будет играть ключевую роль в сохранении нашего культурного наследия и углублении понимания древних цивилизаций.

Чтобы узнать больше об искусственном интеллекте, посетите наш репозиторий GitHub и присоединитесь к нашему сообществу. Изучите применение ИИ в производстве и сельском хозяйстве на страницах наших решений. 🚀