ИИ в археологии открывает путь к новым открытиям

Археология, изучающая древнюю историю посредством раскопок и анализа артефактов, часто сталкивается с такими проблемами, как обширные территории для исследования и хрупкость артефактов. Традиционные методы могут занимать много времени и даже приводить к пропуску скрытых мест или сокровищ. Искусственный интеллект (ИИ) может помочь в этом. Например, недавний прорыв на полуострове Юкатан позволил с помощью глубокого обучения обнаружить более 60 000 ранее неизвестных древних археологических памятников майя, скрытых под густой растительностью.

В частности, компьютерное зрение может помочь археологам анализировать изображения для обнаружения артефактов и точного нанесения на карту древних мест. Анализ изображений может помочь выявить скрытые закономерности в ландшафтах или даже собрать воедино разбитые артефакты, чтобы ускорить открытия и сохранить даже мельчайшие детали нашей истории и культуры. Археологи открывают новые, управляемые ИИ способы изучения нашего прошлого, которые быстрее, точнее и содержательнее, чем когда-либо прежде.

Развитие методов археологии на основе ИИ 

Искусственный интеллект начал производить фурор в археологии в конце 20-го века благодаря достижениям в области анализа данных. К 1990-м годам археологи начали использовать машинное обучение и интеллектуальный анализ данных для анализа огромных объемов собранной ими информации. Одним из первых крупных успехов стало использование искусственного интеллекта для прогнозирования местонахождения археологических памятников на основе исторических и географических закономерностей данных, что изменило планирование раскопок.

Одним из первых примеров растущей роли ИИ в археологии является работа компании Iconem из Парижа, основанной в 2010 году. Iconem использует дроны и ИИ для создания 3D-цифровых моделей исторических достопримечательностей, находящихся под угрозой войны, конфликтов и естественного разрушения. 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 архивы являются ценными ресурсами для образования и исследований, особенно для объектов, которые труднодоступны или были повреждены.

‍

К 2021 году ИИ использовался даже для реставрации древних артефактов. В рамках таких проектов, как инициатива RePAIR в Италии, использовались роботы для бережной сборки хрупких предметов 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 незаменимым инструментом в раскрытии и сохранении нашей истории.

Как компьютерное зрение используется в археологии

Компьютерное зрение — это раздел ИИ, который позволяет компьютерам понимать и интерпретировать визуальные данные. В археологии компьютерное зрение помогает исследователям анализировать артефакты, составлять карты древних мест и даже реконструировать исторические сооружения. Обрабатывая изображения и видео с помощью глубокого обучения, компьютерное зрение может извлекать информацию, которая облегчает сохранение и интерпретацию археологических находок.

Анализ артефактов с помощью компьютерного зрения

Во время раскопок археологи часто находят тысячи фрагментов, таких как керамика, кости и другие материалы. Традиционно, идентификация и каталогизация этих фрагментов требует много времени и экспертных знаний. Однако, с помощью компьютерного зрения этот процесс можно автоматизировать. Например, в рамках проекта Arch-I-Scan в Университете Лестера используются методы распознавания изображений и машинного обучения для автоматической идентификации и записи деталей фрагментов керамики. Система может анализировать фотографии с портативных устройств и классифицировать артефакты по размеру, форме, дизайну и текстуре.

‍

Картографирование археологических объектов на основе машинного зрения

ИИ особенно полезен на ранних этапах археологических проектов. Он может помочь выявить потенциальные археологические объекты до начала раскопок и снижает риск повреждения исторических территорий. Обрабатывая аэрофотоснимки или спутниковые изображения, модели компьютерного зрения, такие как Ultralytics YOLOv8, могут использовать детектирование объектов для обнаружения скрытых объектов. YOLOv8 можно обучить обнаруживать незначительные изменения в ландшафте, которые могут указывать на наличие скрытых сооружений, таких как древние стены, дороги или здания. Фактически, незначительные различия в цвете почвы, росте растительности или текстуре грунта могут указывать на наличие подземных останков.

‍

Хорошим примером этого является тематическое исследование в регионе Альто-Миньо в Португалии. Исследователи разработали модель ИИ, обученную на аннотированных курганах с использованием техники под названием аугментация данных, которая расширяет набор данных путем создания новых аналогичных примеров для обучения. Система ИИ может предлагать потенциальные новые места расположения 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, сборка этих фрагментов — медленная и кропотливая работа. Однако, 3D-реконструкция с помощью ИИ значительно ускоряет этот процесс. Используя цифровые 3D-модели, алгоритмы могут анализировать формы фрагментов и точно восстанавливать оригинальные артефакты. Это экономит время, обеспечивает точные измерения и лучшее понимание артефактов, что позволяет глубже изучить культуры, которые их создали.

‍

ИИ в подводной археологии

Одной из захватывающих областей применения ИИ в изучении прошлого является подводная археология. В Байи, затопленном римском городе у побережья Италии, ИИ помогает контролировать и сохранять древние руины под водой. WSense, стартап, специализирующийся на подводной связи, разработал сеть акустических модемов и датчиков, работающих на основе ИИ. Эти системы адаптируются к изменяющимся морским условиям в режиме реального времени и передают данные об окружающей среде. Они позволяют удаленно контролировать объект, помогают дайверам общаться и ориентироваться под водой и даже могут вскоре стать доступными для туристов через интерактивные смарт-планшеты.

‍

Использование ИИ для понимания древних текстов.

ИИ также добивается успехов в расшифровке древних текстов. Ithaca от DeepMind, передовой инструмент, 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 с точностью до 30 лет от их истинного возраста. ИИ переопределяет исторические исследования, позволяя ученым пересматривать ключевые периоды в греческой истории с большей точностью. В сочетании с человеческим опытом системы ИИ могут значительно повысить точность восстановления текстов.

‍

Плюсы и минусы использования ИИ в археологии

Искусственный интеллект предлагает множество преимуществ в области археологии и может помочь археологам выявить закономерности и идеи, которые в противном случае могли бы быть упущены. Вот некоторые из ключевых преимуществ искусственного интеллекта в археологии:

• Повышает точность идентификации и классификации артефактов.
  ‍
• Снижает человеческие ошибки, что приводит к более точной интерпретации.
  ‍
• Гарантирует, что выводы основаны на достоверных данных, а не на личных предубеждениях.
  ‍
• ИИ помогает создавать подробные записи об артефактах, которыми можно делиться по всему миру.
  ‍
• Интеллектуальные инновации облегчают исследователям сотрудничество и сохраняют ценную культурную историю для будущих поколений.

Несмотря на многочисленные преимущества, существуют также проблемы, связанные с использованием ИИ в археологии. Вот некоторые из ключевых проблем ИИ в археологии:

• Цифровые инструменты могут затмить традиционные археологические методы.
  ‍
• Практические навыки и методы, развивавшиеся на протяжении веков, могут утратить свое значение.
  ‍
• Этические вопросы, такие как защита культурного наследия и прав коренных народов, требуют тщательного рассмотрения.
  ‍
• Чрезмерная зависимость от технологий может снизить критическое мышление и креативность, которые человеческий опыт привносит в археологию.

В целом, важно найти баланс, который поддерживает, а не заменяет традиционные археологические методы. Открытое общение между специалистами по ИИ и археологами необходимо для поддержания баланса.

Какие факторы влияют на внедрение ИИ в археологии?

Интеграция ИИ в археологию требует тщательного планирования, чтобы убедиться, что он дополняет, а не заменяет традиционные методы. Чтобы успешно внедрить инструменты ИИ в археологические исследования, важно выполнить несколько ключевых шагов. Во-первых, установите четкие цели использования ИИ, будь то ускорение анализа данных, улучшение классификации артефактов или помощь в картировании участков. Наличие конкретных целей помогает выбрать правильные инструменты ИИ для ваших исследовательских потребностей.

Затем, при выборе инструментов ИИ, учитывайте, насколько хорошо они соответствуют вашим археологическим целям. В идеале инструменты должны быть масштабируемыми, способными обрабатывать возрастающие объемы данных и удобными в использовании, чтобы археологи могли эффективно использовать их, не нуждаясь в обширных технических знаниях. Также важно учитывать экономическую эффективность, поскольку решения на основе ИИ могут быть дорогостоящими в реализации и обслуживании.

Подводя итоги нашим выводам

ИИ меняет облик археологии, делая ее более быстрой, точной и доступной. Анализируя большие объемы данных, обнаруживая скрытые места и восстанавливая древние артефакты, ИИ расширяет наши возможности по изучению и пониманию прошлого. Его способность быстро и точно обрабатывать информацию позволяет археологам делать открытия, на которые когда-то уходили годы при использовании традиционных методов. Поскольку ИИ продолжает развиваться, его потенциал для раскрытия еще большего о нашей истории безграничен. Будущее археологии выглядит многообещающим, и ИИ играет ключевую роль в сохранении нашего культурного наследия и углублении нашего понимания древних цивилизаций.

Чтобы узнать больше об ИИ, посетите наш репозиторий на GitHub и присоединяйтесь к нашему сообществу. Изучите применение ИИ в производстве и сельском хозяйстве на страницах с нашими решениями. 🚀