ИИ в археологии прокладывает путь к новым открытиям

Археология, изучение древней истории с помощью раскопок и анализа артефактов, часто сталкивается с такими проблемами, как огромные территории, которые нужно исследовать, и хрупкая природа артефактов. Традиционные методы могут отнимать много времени и даже приводить к тому, что скрытые места или сокровища могут быть пропущены. На помощь в этом деле может прийти искусственный интеллект (ИИ). Например, недавно на полуострове Юкатан с помощью глубокого обучения было обнаружено более 60 000 ранее неизвестных археологических мест древних майя, которые были скрыты под густой растительностью.

В частности, компьютерное зрение может помочь археологам анализировать изображения для обнаружения артефактов и точного составления карты древних мест. Анализ изображений может помочь обнаружить 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 искусственным интеллектом способы изучения нашего прошлого, более быстрые, точные и проницательные, чем когда-либо прежде.

Рост технологий археологии, основанных на искусственном интеллекте 

ИИ начал набирать обороты в археологии в конце XX века благодаря достижениям в области анализа данных. К 1990-м годам 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 мест, где могут находиться археологические объекты, на основе исторических и географических данных, что изменило подход к планированию раскопок.

Ранним примером растущей роли ИИ в археологии является работа Iconem, парижской компании, основанной в 2010 году. Iconem использует дроны и ИИ для создания цифровых 3D-моделей исторических достопримечательностей, которым угрожают войны, конфликты и естественный упадок. 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 сохранения - ценный ресурс для образования и исследований, особенно для труднодоступных или поврежденных объектов.

‍

К 2021 году ИИ использовался даже для восстановления древних артефактов. Такие проекты, как инициатива RePAIR в Италии, использовали роботов, чтобы аккуратно собрать воедино 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 направление ИИ, которое позволяет 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 может извлекать идеи, которые облегчают 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, проект Arch-I-Scan в Лестерском университете использует распознавание изображений и машинное обучение для автоматической идентификации и записи деталей фрагментов керамики. Система может анализировать фотографии с портативных устройств и классифицировать артефакты по размеру, форме, дизайну и текстуре.

‍

Картирование археологических объектов с помощью зрения

AI особенно полезен на ранних стадиях археологических проектов. Он может помочь выявить потенциальные археологические объекты до начала раскопок и снизить риск повреждения исторических территорий. Обрабатывая воздушные или спутниковые снимки, модели компьютерного зрения, такие как Ultralytics YOLOv8 могут использовать обнаружение объектов для выявления закопанных мест. YOLOv8 Их можно обучить обнаруживать едва заметные изменения в ландшафте, которые могут намекать на присутствие погребенных структур, например древних стен, дорог или зданий. 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 Алто-Миньо. Исследователи разработали модель ИИ, обученную на аннотированных курганах, используя технику, называемую дополнением данных, которая расширяет набор данных, создавая новые похожие обучающие примеры. Система ИИ может подсказывать 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 разбитые фрагменты. 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 экономит время, обеспечивает точные измерения и лучшее понимание артефактов, которые могут дать более глубокие сведения о создавших их культурах.

‍

ИИ в подводной археологии

Одна из захватывающих 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 подводных коммуникациях, разработал сеть акустических модемов и датчиков, управляемых ИИ. Эти системы в режиме реального времени адаптируются к меняющимся условиям моря и передают данные об окружающей среде. Они позволяют удаленно наблюдать за объектом, помогают дайверам общаться и ориентироваться под водой, а в скором времени могут даже стать доступными для туристов с помощью интерактивных смарт-планшетов.

‍

Использование искусственного интеллекта для понимания древних текстов

ИИ также делает успехи в расшифровке древних текстов. Итака, передовой инструмент 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 62-процентной точностью и датировать их в пределах 30 лет от их истинного возраста. ИИ переосмысливает исторические исследования, позволяя ученым пересмотреть ключевые периоды греческой истории с большей точностью. 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 прозрения, которые иначе могли бы быть упущены. Вот несколько ключевых преимуществ ИИ в археологии:

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

Несмотря на множество преимуществ, существуют и проблемы, связанные с тем, чтобы полагаться на ИИ в археологии. Вот несколько основных проблем, связанных с применением ИИ в археологии:

• Цифровые инструменты могут затмить традиционные археологические методы.
• Практические навыки и техники, выработанные веками, могут потерять свою значимость.
• 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 человеческий опыт привносит в археологию.

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

Что влияет на внедрение искусственного интеллекта в археологию?

Интеграция ИИ 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, поставь перед собой четкие цели использования ИИ: ускорить анализ данных, улучшить классификацию артефактов или помочь в составлении карты местности. Наличие конкретных целей поможет тебе выбрать правильные инструменты ИИ для твоих исследовательских нужд.

Затем, выбирая инструменты ИИ, подумай, насколько хорошо они соответствуют твоим 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 нуждаясь в обширных технических знаниях. Также важно учитывать экономическую эффективность, так как ИИ-решения могут быть дорогими в реализации и обслуживании.

Подводя итог нашим выводам

ИИ меняет лицо археологии, делая ее более быстрой, точной и доступной. Анализируя большие объемы данных, обнаруживая скрытые места и восстанавливая древние артефакты, ИИ улучшает то, как мы исследуем и понимаем 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 раскрыть еще больше о нашей истории неограничен. Будущее археологии выглядит многообещающе, ведь ИИ сыграет ключевую роль в сохранении нашего культурного наследия и углублении понимания древних цивилизаций.

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