KI in der Archäologie ebnet den Weg für neue Entdeckungen

Die Archäologie, die Erforschung der antiken Geschichte durch die Ausgrabung und Analyse von Artefakten, steht oft vor Herausforderungen wie riesigen zu erforschenden Gebieten und der Zerbrechlichkeit von Artefakten. Traditionelle Methoden können zeitaufwändig sein und sogar dazu führen, dass verborgene Stätten oder Schätze übersehen werden. Künstliche Intelligenz (KI) kann hier Abhilfe schaffen. So wurden kürzlich auf der Halbinsel Yucatan mithilfe von Deep Learning über 60.000 bisher unbekannte archäologische Stätten der Maya entdeckt, die unter dichter Vegetation verborgen waren.

Insbesondere kann die Computer Vision Archäologen dabei helfen, Bilder zu analysieren, um Artefakte zu erkennen und antike Stätten genau zu kartieren. Die Bildanalyse kann dabei helfen, verborgene Muster in Landschaften aufzudecken oder sogar zerbrochene Artefakte zusammenzusetzen, um Entdeckungen zu beschleunigen und selbst die kleinsten Details unserer Geschichte und Kultur zu erhalten. Archäologen erschließen neue KI-gestützte Wege zur Erforschung unserer Vergangenheit, die schneller, präziser und aufschlussreicher sind als je zuvor.

Das Wachstum der KI-gesteuerten Archäologietechniken 

KI begann gegen Ende des 20. Jahrhunderts in der Archäologie Wellen zu schlagen, dank Fortschritten in der Datenanalyse. In den 1990er Jahren begannen Archäologen, maschinelles Lernen und Data Mining einzusetzen, um die riesigen Datenmengen zu analysieren, die sie sammelten. Einer der ersten großen Erfolge war der Einsatz von KI zur Vorhersage von archäologischen Stätten auf der Grundlage historischer und geografischer Datenmuster, was die Planung von Ausgrabungen veränderte.

Ein frühes Beispiel für die wachsende Rolle der KI in der Archäologie ist die Arbeit von Iconem, einem 2010 gegründeten Unternehmen mit Sitz in Paris. Iconem setzt Drohnen und KI ein, um digitale 3D-Modelle von historischen Sehenswürdigkeiten zu erstellen, die von Kriegen, Konflikten und natürlichem Verfall bedroht sind. Durch die Aufnahme tausender Bilder hat Iconem Stätten in über 20 Ländern dokumentiert, darunter die antiken Ruinen von Pompeji, assyrische Städte im Irak und buddhistische Klöster in Afghanistan. Diese digitalen Aufnahmen sind wertvolle Ressourcen für Bildung und Forschung, vor allem für schwer zugängliche oder beschädigte Stätten.

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Bis 2021 wurde KI sogar zur Restaurierung antiker Artefakte eingesetzt. Projekte wie die RePAIR-Initiative in Italien setzten Roboter ein, um zerbrechliche Gegenstände aus Orten wie Pompeji sorgfältig zusammenzusetzen. Heute spielt die KI in der Archäologie eine immer größere Rolle und hilft bei Aufgaben wie der Entzifferung antiker Texte und der Analyse von Satellitenbildern. KI ist zu einem wichtigen Werkzeug geworden, um unsere Geschichte aufzudecken und zu bewahren.

Wie Computer Vision in der Archäologie eingesetzt wird

Computer Vision ist ein Teilgebiet der KI, das es Computern ermöglicht, visuelle Daten zu verstehen und zu interpretieren. In der Archäologie hilft Computer Vision den Forschern, Artefakte zu analysieren, antike Stätten zu kartieren und sogar historische Strukturen zu rekonstruieren. Durch die Verarbeitung von Bildern und Videos mit Hilfe von Deep Learning kann Computer Vision Erkenntnisse gewinnen, die die Bewahrung und Interpretation archäologischer Funde erleichtern.

Analyse von Artefakten mit Computer Vision

Archäologen finden bei Ausgrabungen oft Tausende von Fragmenten wie Keramik, Knochen und andere Materialien. Die Identifizierung und Katalogisierung dieser Stücke erfordert traditionell viel Zeit und Expertenwissen. Mit Computer Vision kann dieser Prozess jedoch automatisiert werden. Das Projekt Arch-I-Scan an der Universität Leicester nutzt zum Beispiel Bilderkennung und maschinelles Lernen, um Details von Keramikfragmenten automatisch zu identifizieren und zu erfassen. Das System kann Fotos von Handhelds analysieren und Artefakte nach Größe, Form, Design und Textur klassifizieren.

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Visionsbasierte Kartierung archäologischer Stätten

AI ist vor allem in der Anfangsphase archäologischer Projekte nützlich. Sie kann helfen, potenzielle archäologische Stätten zu identifizieren, bevor mit den Ausgrabungen begonnen wird, und verringert das Risiko, historische Gebiete zu beschädigen. Durch die Verarbeitung von Luft- oder Satellitenbildern können Computer Vision Modelle wie Ultralytics YOLOv8 die Objekterkennung nutzen, um vergrabene Stätten aufzuspüren. YOLOv8 können darauf trainiert werden, subtile Veränderungen in einer Landschaft zu erkennen, die auf das Vorhandensein von vergrabenen Strukturen wie alten Mauern, Straßen oder Gebäuden hindeuten könnten. Geringfügige Veränderungen der Bodenfarbe, des Pflanzenwachstums oder der Bodenbeschaffenheit können sogar auf unterirdische Überreste hinweisen.

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Ein gutes Beispiel dafür ist eine Fallstudie in der Region Alto Minho in Portugal. Die Forscher haben ein KI-Modell entwickelt, das auf kommentierten Grabhügeln trainiert wurde und eine Technik namens Datenerweiterung verwendet, die den Datensatz durch neue ähnliche Trainingsbeispiele erweitert. Das KI-System kann potenzielle neue Grabhügelstandorte vorschlagen. Trotz der Herausforderung, dass es aufgrund der Luftperspektive der LiDAR-Daten zu Fehlalarmen kommen kann, hat dieser Ansatz nach der Validierung durch Experten eine Erfolgsquote von 72,53 % erreicht.

3D-Rekonstruktion von antiken Artefakten

Archäologen finden bei Ausgrabungen oft eher Bruchstücke als intakte Artefakte. Traditionell ist das Zusammensetzen dieser Fragmente eine langsame und akribische Aufgabe. Die KI-gestützte 3D-Rekonstruktion ist jedoch viel schneller. Mithilfe digitaler 3D-Modelle können Algorithmen die Formen der Fragmente analysieren und die ursprünglichen Artefakte genau rekonstruieren. Dieser Prozess spart Zeit und ermöglicht präzise Messungen und ein besseres Verständnis der Artefakte, die tiefere Einblicke in die Kulturen bieten, die sie geschaffen haben.

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KI in der Unterwasserarchäologie

Ein spannender Bereich der KI bei der Erforschung der Vergangenheit ist die Unterwasserarchäologie. In Baiae, einer versunkenen römischen Stadt vor der italienischen Küste, hilft KI bei der Überwachung und Erhaltung der antiken Ruinen unter dem Meer. WSense, ein Startup, das sich auf Unterwasserkommunikation spezialisiert hat, hat ein Netzwerk aus akustischen Modems und Sensoren entwickelt, das von KI gesteuert wird. Diese Systeme passen sich in Echtzeit an die sich ändernden Meeresbedingungen an und übermitteln Umweltdaten. Sie ermöglichen die Fernüberwachung der Stätte, helfen Tauchern bei der Kommunikation und Navigation unter Wasser und könnten bald sogar Touristen über interaktive Smart-Tablets zur Verfügung stehen.

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KI zum Verstehen antiker Texte nutzen

Auch bei der Entzifferung antiker Texte macht die KI Fortschritte. DeepMinds Ithaca, ein hochmodernes Tool, nutzt Deep Learning, um beschädigte Inschriften zu restaurieren, ihre Herkunft zu bestimmen und sie genau zu datieren. Ithaca wurde auf einem riesigen Datensatz griechischer Inschriften trainiert und kann Texte mit einer Genauigkeit von 62 % wiederherstellen und sie bis auf 30 Jahre genau datieren. KI definiert die Geschichtsforschung neu, indem sie es Gelehrten ermöglicht, wichtige Perioden der griechischen Geschichte mit größerer Präzision zu untersuchen. In Kombination mit menschlichem Fachwissen können KI-Systeme die Genauigkeit von Textwiederherstellungen erheblich verbessern.

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Vor- und Nachteile des Einsatzes von KI in der Archäologie

KI bietet viele Vorteile für die Archäologie und kann Archäologen dabei helfen, Muster und Erkenntnisse zu entdecken, die sonst vielleicht übersehen würden. Hier sind einige der wichtigsten Vorteile von KI in der Archäologie:

• Verbessert die Genauigkeit bei der Identifizierung und Klassifizierung von Artefakten.
• Verringert menschliche Fehler, was zu präziseren Interpretationen führt.
• Stellt sicher, dass die Ergebnisse auf soliden Daten und nicht auf persönlichen Vorurteilen beruhen.
• KI hilft bei der Erstellung detaillierter Aufzeichnungen von Artefakten, die weltweit geteilt werden können
• Intelligente Innovationen erleichtern die Zusammenarbeit zwischen Forschern und bewahren wertvolle Kulturgeschichte für künftige Generationen

Trotz der vielen Vorteile gibt es auch Herausforderungen, wenn man sich in der Archäologie auf KI verlässt. Hier sind einige der wichtigsten Herausforderungen der KI in der Archäologie:

• Digitale Werkzeuge könnten die traditionellen archäologischen Methoden in den Schatten stellen.
• Die praktischen Fertigkeiten und Techniken, die über Jahrhunderte entwickelt wurden, könnten ihre Bedeutung verlieren.
• Ethische Belange, wie der Schutz des kulturellen Erbes und der Rechte indigener Völker, müssen sorgfältig berücksichtigt werden.
• Eine übermäßige Abhängigkeit von der Technologie könnte das kritische Denken und die Kreativität, die das menschliche Fachwissen zur Archäologie beiträgt, verringern.

Insgesamt ist es wichtig, ein Gleichgewicht zu finden, das die traditionellen archäologischen Praktiken unterstützt, anstatt sie zu ersetzen. Eine offene Kommunikation zwischen KI-Spezialisten und Archäologen ist wichtig, um das Gleichgewicht zu halten.

Welche Faktoren spielen beim Einsatz von KI in der Archäologie eine Rolle?

Die Integration von KI in die Archäologie erfordert eine sorgfältige Planung, um sicherzustellen, dass sie die traditionellen Methoden ergänzt und nicht ersetzt. Um KI-Tools erfolgreich in die archäologische Forschung einzubinden, ist es wichtig, ein paar wichtige Schritte zu befolgen. Lege zunächst klare Ziele für den Einsatz von KIfest, sei es, um die Datenanalyse zu beschleunigen, die Klassifizierung von Artefakten zu verbessern oder um bei der Kartierung von Fundorten zu helfen. Konkrete Ziele helfen dir, die richtigen KI-Tools für deine Forschungsanforderungen auszuwählen.

Achte bei der Auswahl der KI-Tools auch darauf, wie gut sie zu deinen archäologischen Zielen passen. Die Tools sollten idealerweise skalierbar sein, wachsende Datenmengen verarbeiten können und benutzerfreundlich sein, damit Archäologinnen und Archäologen sie effektiv nutzen können, ohne umfangreiche technische Kenntnisse haben zu müssen. Es ist auch wichtig, die Kosteneffizienz zu berücksichtigen, da KI-Lösungen in der Implementierung und Wartung teuer sein können.

Zusammenfassung unserer Ergebnisse

KI verändert das Gesicht der Archäologie und macht sie schneller, präziser und zugänglicher. Durch die Analyse großer Datenmengen, die Entdeckung verborgener Stätten und die Restaurierung antiker Artefakte verbessert die KI die Art und Weise, wie wir die Vergangenheit erforschen und verstehen. Ihre Fähigkeit, Informationen schnell und präzise zu verarbeiten, ermöglicht es Archäologen, Entdeckungen zu machen, für die sie mit traditionellen Methoden Jahre gebraucht hätten. Wenn sich die KI weiter entwickelt, ist ihr Potenzial, noch mehr über unsere Geschichte zu erfahren, unbegrenzt. Die Zukunft der Archäologie sieht vielversprechend aus: KI wird eine Schlüsselrolle bei der Bewahrung unseres kulturellen Erbes spielen und unser Verständnis für alte Zivilisationen vertiefen.

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