L'intelligenza artificiale in archeologia apre la strada a nuove scoperte

L'archeologia, lo studio della storia antica attraverso lo scavo e l'analisi dei manufatti, si trova spesso ad affrontare sfide come la vastità delle aree da esplorare e la fragilità dei manufatti. I metodi tradizionali possono richiedere molto tempo e causare la mancata esplorazione di siti o tesori nascosti. L'intelligenza artificiale (AI) può intervenire in questo senso. Ad esempio, una recente scoperta nella penisola dello Yucatan ha utilizzato l'apprendimento profondo per scoprire oltre 60.000 antichi siti archeologici Maya precedentemente sconosciuti che erano nascosti sotto una fitta vegetazione.

In particolare, la computer vision può aiutare gli archeologi ad analizzare le immagini per individuare i manufatti e mappare con precisione i siti antichi. L 'analisi delle immagini può aiutare a scoprire modelli nascosti nei paesaggi o persino a ricomporre manufatti rotti per accelerare le scoperte e preservare anche i più piccoli dettagli della nostra storia e cultura. Gli archeologi stanno scoprendo nuovi modi guidati dall'intelligenza artificiale per esplorare il nostro passato, più veloci, più precisi e più perspicaci che mai.

La crescita delle tecniche di archeologia guidate dall'intelligenza artificiale 

L'intelligenza artificiale ha iniziato a fare breccia nell'archeologia verso la fine del XX secolo, grazie ai progressi nell'analisi dei dati. Negli anni '90, gli archeologi hanno iniziato a utilizzare l'apprendimento automatico e il data mining per analizzare le enormi quantità di informazioni raccolte. Uno dei primi grandi successi è stato l'utilizzo dell'intelligenza artificiale per prevedere la posizione dei siti archeologici sulla base di modelli di dati storici e geografici, trasformando la pianificazione degli scavi.

Un primo esempio del ruolo crescente dell'intelligenza artificiale nell'archeologia è il lavoro di Iconem, un'azienda con sede a Parigi fondata nel 2010. Iconem utilizza droni e IA per creare modelli digitali 3D di monumenti storici minacciati da guerre, conflitti e degrado naturale. Catturando migliaia di immagini, Iconem ha documentato siti in oltre 20 paesi, tra cui le antiche rovine di Pompei, città assire in Iraq e monasteri buddisti in Afghanistan. Queste conservazioni digitali sono risorse preziose per l'istruzione e la ricerca, soprattutto per i siti difficili da raggiungere o danneggiati.

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Nel 2021, l'intelligenza artificiale è stata utilizzata persino per restaurare antichi manufatti. Progetti come l'iniziativa RePAIR in Italia hanno utilizzato dei robot per ricomporre con cura oggetti fragili provenienti da luoghi come Pompei. Oggi il ruolo dell'intelligenza artificiale nell'archeologia continua ad espandersi, aiutando in compiti come la decifrazione di testi antichi e l'analisi di immagini satellitari. L'intelligenza artificiale è diventata uno strumento essenziale per scoprire e preservare la nostra storia.

Come si usa la computer vision in archeologia

La computer vision è una branca dell'intelligenza artificiale che permette ai computer di comprendere e interpretare i dati visivi. In archeologia, la computer vision aiuta i ricercatori ad analizzare i manufatti, a mappare i siti antichi e persino a ricostruire le strutture storiche. Elaborando immagini e video con l'apprendimento profondo, la computer vision può estrarre spunti che facilitano la conservazione e l'interpretazione dei reperti archeologici.

Analizzare gli artefatti con la visione artificiale

Gli archeologi spesso trovano migliaia di frammenti come ceramiche, ossa e altri materiali durante gli scavi. Tradizionalmente, l'identificazione e la catalogazione di questi pezzi richiede molto tempo e conoscenze specialistiche. Tuttavia, grazie alla computer vision, questo processo può essere automatizzato. Ad esempio, il progetto Arch-I-Scan dell'Università di Leicester utilizza il riconoscimento delle immagini e l'apprendimento automatico per identificare e registrare automaticamente i dettagli dei frammenti di ceramica. Il sistema è in grado di analizzare le foto scattate da dispositivi portatili e di classificare i manufatti in base a dimensioni, forma, design e consistenza.

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Mappatura dei siti archeologici basata sulla visione

L'intelligenza artificiale è particolarmente utile nelle prime fasi dei progetti archeologici. Può aiutare a identificare potenziali siti archeologici prima che inizino gli scavi e riduce il rischio di danneggiare aree storiche. Elaborando immagini aeree o satellitari, modelli di computer vision come Ultralytics YOLOv8 possono utilizzare il rilevamento degli oggetti per individuare i siti sepolti. YOLOv8 possono essere addestrati a rilevare sottili cambiamenti in un paesaggio che potrebbero suggerire 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 la presenza di resti sotterranei.

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Un buon esempio è rappresentato da un caso di studio nella regione portoghese dell'Alto Minho. I ricercatori hanno sviluppato un modello di intelligenza artificiale addestrato su tumuli annotati utilizzando una tecnica chiamata data augmentation, che espande il set di dati creando nuovi esempi di addestramento simili. Il sistema di intelligenza artificiale è in grado di suggerire nuove potenziali ubicazioni di tumuli. Nonostante la sfida dei falsi positivi dovuti alla prospettiva aerea dei dati LiDAR, questo approccio ha raggiunto un tasso di successo del 72,53% dopo la convalida degli esperti.

Ricostruzione 3D di manufatti antichi

Durante gli scavi, gli archeologi spesso trovano pezzi rotti piuttosto che manufatti intatti. Tradizionalmente, mettere insieme questi frammenti è un compito lento e meticoloso. Tuttavia, la ricostruzione 3D assistita dall'intelligenza artificiale è molto più veloce. Utilizzando modelli 3D digitali, gli algoritmi possono analizzare le forme dei frammenti e ricostruire con precisione gli artefatti originali. Questo processo consente di risparmiare tempo e di ottenere misure precise e una migliore comprensione dei manufatti che possono offrire una visione più approfondita delle culture che li hanno creati.

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L'intelligenza artificiale nell'archeologia subacquea

Un'area interessante per l'IA nell'esplorazione del passato è l'archeologia subacquea. A Baiae, una città romana sommersa al largo della costa italiana, l'intelligenza artificiale sta aiutando a monitorare e preservare le antiche rovine sotto il mare. WSense, una startup specializzata in comunicazioni subacquee, ha sviluppato una rete di modem acustici e sensori alimentati dall'intelligenza artificiale. Questi sistemi si adattano alle mutevoli condizioni del mare in tempo reale e trasmettono dati ambientali. Questi sistemi permettono di monitorare a distanza il sito, aiutano i subacquei a comunicare e a navigare sott'acqua e potrebbero essere presto disponibili anche per i turisti attraverso tablet intelligenti interattivi.

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Usare l'intelligenza artificiale per comprendere i testi antichi

L'intelligenza artificiale sta facendo passi da gigante anche nella decifrazione di testi antichi. Ithaca di DeepMind, uno strumento all'avanguardia, utilizza il deep learning per ripristinare le iscrizioni danneggiate, determinare le loro origini e datarle con precisione. Addestrato su un enorme set di dati di iscrizioni greche, Ithaca è in grado di ripristinare i testi con una precisione del 62% e di datarli entro 30 anni dalla loro vera età. L'intelligenza artificiale sta ridefinendo la ricerca storica consentendo agli studiosi di riesaminare periodi chiave della storia greca con maggiore precisione. Se combinati con l'esperienza umana, i sistemi di intelligenza artificiale possono migliorare in modo significativo l'accuratezza delle restaurazioni dei testi.

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Pro e contro dell'uso dell'intelligenza artificiale in archeologia

L'intelligenza artificiale offre molti vantaggi al campo dell'archeologia e può aiutare gli archeologi a scoprire modelli e intuizioni che altrimenti potrebbero sfuggire. Ecco alcuni dei principali vantaggi dell'IA in archeologia:

• Migliora l'accuratezza nell'identificazione e nella classificazione dei manufatti.
• Riduce l'errore umano, portando a interpretazioni più precise.
• Assicura che i risultati siano basati su dati solidi piuttosto che su pregiudizi personali.
• L'intelligenza artificiale aiuta a creare registri dettagliati dei manufatti che possono essere condivisi in tutto il mondo
• Le innovazioni intelligenti rendono più facile la collaborazione tra i ricercatori e la conservazione della storia culturale per le generazioni future.

Nonostante i numerosi vantaggi, esistono anche delle sfide legate all'utilizzo dell'IA in archeologia. Ecco alcune delle principali sfide dell'IA in archeologia:

• Gli strumenti digitali potrebbero mettere in ombra i metodi archeologici tradizionali.
• Le abilità e le tecniche pratiche sviluppate nel corso dei secoli potrebbero perdere la loro importanza.
• Le preoccupazioni etiche, come la protezione del patrimonio culturale e dei diritti delle popolazioni indigene, devono essere considerate con attenzione.
• L'eccessiva dipendenza dalla tecnologia potrebbe ridurre il pensiero critico e la creatività che l'esperienza umana aggiunge all'archeologia.

In generale, è importante trovare un equilibrio che sostenga e non sostituisca le pratiche archeologiche tradizionali. Una comunicazione aperta tra gli specialisti dell'IA e gli archeologi è essenziale per mantenere un equilibrio.

Quali sono i fattori che determinano l'implementazione dell'IA in archeologia?

L'integrazione dell'IA nell'archeologia richiede un'attenta pianificazione per assicurarsi che integri e non sostituisca i metodi tradizionali. Per introdurre con successo gli strumenti di IA nella ricerca archeologica, è importante seguire alcuni passaggi chiave. Innanzitutto, stabilisci degli obiettivi chiari per l'utilizzo dell'IA: velocizzare l'analisi dei dati, migliorare la classificazione dei manufatti o aiutare a mappare i siti. Avere obiettivi specifici ti aiuta a scegliere gli strumenti di IA più adatti alle tue esigenze di ricerca.

Quindi, nella scelta degli strumenti di IA, considera quanto questi si adattino ai tuoi obiettivi archeologici. Idealmente, gli strumenti dovrebbero essere scalabili, in grado di gestire quantità crescenti di dati e facili da usare, in modo che gli archeologi possano utilizzarli efficacemente senza dover disporre di conoscenze tecniche approfondite. È anche importante considerare il rapporto costo-efficacia, poiché le soluzioni di IA possono essere costose da implementare e mantenere.

Conclusione dei risultati

L'intelligenza artificiale sta cambiando il volto dell'archeologia, rendendola più veloce, più precisa e più accessibile. Analizzando grandi quantità di dati, scoprendo siti nascosti e restaurando antichi manufatti, l'IA sta migliorando il modo in cui esploriamo e comprendiamo il passato. La sua capacità di elaborare rapidamente e con precisione le informazioni permette agli archeologi di fare scoperte che un tempo richiedevano anni per essere raggiunte con i metodi tradizionali. Con la continua evoluzione dell'intelligenza artificiale, il suo potenziale di rivelare ancora di più sulla nostra storia è illimitato. Il futuro dell'archeologia è promettente: l'intelligenza artificiale giocherà un ruolo chiave nel preservare il nostro patrimonio culturale e nell'approfondire la nostra comprensione delle civiltà antiche.

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