Antik kentin kalbinde PompeiiMS 79'da Vezüv Yanardağı'nın patlamasıyla her şey kül ve pomza altında kalırken, koruma ekibine yeni bir kahraman katıldı: yapay zeka tarafından yönlendirilen robot Onlarca yıldır depolarda parçalanmış fresklerin onarılmasına yardımcı olabilecek kapasitede.
Sadece palet ve fırçaya dayalı klasik arkeolojinin görüntüsünden uzak olan bu proje, gelişmiş robotik, yapay zeka algoritmaları ve bilgisayarlı görme teknikleri sanki binlerce hasarlı parçadan oluşan ve sonucu gösteren bir "kutu fotoğrafı" olmayan devasa bir yapbozmuş gibi parçaları yeniden düzenlemek.
Pompeii'nin kalbinde yüksek teknolojili bir laboratuvar
Robotik sistem bunun bir parçasıdır Tamirat"Geçmişin Yeniden İnşası"nın İngilizce kısaltması olan, ABD'de bir araştırma projesi tarafından finanse edilen AB Arkeolojik parkın bir alanını mirasa uygulanan gerçek bir ileri teknoloji laboratuvarına dönüştürdü.
Programın sorumlularına göre platform şu şekilde kuruldu: Rustik EvPompeii Arkeoloji Parkı içerisinde yer alan ve robotik kollardan görüntü yakalama ve işleme sistemlerine kadar gerekli bilimsel ekipmanları barındıracak şekilde yenilenmiş ve uyarlanmış bir devlet binası.
Proje koordinatörü, Profesör Marcello PelilloVenedik Ca' Foscari Üniversitesi'nden, bu girişimin birbirinden "çok uzak görünen dünyaları" bir araya getirdiğini vurguluyor: bir yandan, en gelişmiş teknikler yapay zeka ve robotik; diğer yandan, geleneksel arkeoloji ve koruma kültürel varlıkların.
Araştırmacıların ifadesine göre amaç iki yönlüdür: bir yandan, fresklerin fiziksel yeniden inşasıÖte yandan, binlerce parçanın incelenmeyi bekleyen tortular halinde biriktiği İtalya, İspanya ve Avrupa'nın geri kalanındaki diğer alanlarda ve müzelerde kullanılabilecek araçlar geliştirmek.
Bulmaca çözen robot nasıl çalışır?
RePAIR çerçevesinde tasarlanan sistem şunlardan oluşmaktadır: iki özdeş robotik kolortak bir gövdeye monte edilmiş, donatılmış görüş sensörleri Her bir parçanın detaylı analizinin yapılmasına ve uzaydaki konumunun belirlenmesine olanak sağlar.
Her kol bir tür ile biter esnek yapının "yumuşak eli"Son derece kırılgan parçaları hassas bir tutuşla tutabilen, patlama, zamanın geçmesi ve bazı durumlarda II. Dünya Savaşı'nın bombalamaları sonucu hasar görmüş yüzeylerde daha fazla hasar oluşma riskini en aza indiren bir yapıya sahiptir.
İş akışı şu şekilde başlar: parçaların sayısallaştırılmasıHer parçanın detaylı görüntüleri alınır ve bir bilgisayar sistemine kaydedilir. Bu bilgileri kullanan yapay zekâ algoritmaları, kenarları, süslemeleri, renkleri, şekli ve parçalar arasındaki olası eşleşmeleri analiz ederek bulmacayı "çözmeye" çalışır.
Yazılım olası bir çözüm önerdiğinde, bu çözüm donanım platformuRobotik kolların parçaları hesaplanan konuma yerleştirdiği yer. Bu otomatik montaj, kombinasyonların tamamen manuel çalışmaya göre çok daha hızlı test edilmesini sağlar.
Pelillo, herkese bunun bir bulmaca olduğunu hatırlatarak zorluğun özetini yapıyor. "son derece karmaşık"yüzlerce veya binlerce parçadan oluşan, çoğu zaman çok kötü durumda olan ve nihai görüntünün nasıl görüneceğini önceden bilmediğimiz, bu da yapay zekanın eksiksiz bir referans modeli olmadan neredeyse kör bir şekilde çalışmasını zorunlu kılıyor.
Simgesel freskler: Ressamlar Evi'nden Schola Armaturarum'a
Robotun test aşaması, iki set taze ürüne odaklandı dünya mirasının simgesi ve bunların parkın depolarında parçalanmış bir halde bulunduğu belirtildi.
Birincisi şuna karşılık gelir: İffetli Aşıklar Adası'nda Çalışan Ressamlar Evi'nin birkaç odasının tavanı (genellikle Eylemdeki Ressamlar Evi olarak da anılır), Vezüv Yanardağı'nın patlamasıyla hasar görmüş ve II. Dünya Savaşı sırasında Pompei'yi etkileyen bombalamalarla kelimenin tam anlamıyla paramparça olmuştur.
İkinci grup eserler ise fresklerdir. Schola ArmaturarumGladyatör dernekleriyle bağlantılı bir bina olan ve 2010 yılında çöken binanın duvar süslemelerinin büyük kısmı ciddi şekilde hasar gördü ve hâlâ tam olarak restore edilemedi.
Her iki küme de bu projenin ele almak istediği türden sorunları tam olarak ortaya koyuyor: binlerce dağınık kalıntıBoşluklar, aşınmış yüzeyler ve hatta farklı eserlere ait olabilecek karışık parçalar, restoratörlerin işini önemli ölçüde zorlaştırıyor.
Pompeii Arkeoloji Parkı Müdürü'nün açıklamasına göre; Gabriel ZuchtriegelHer parçanın kendine özgü şekli ve dekorasyonu teorik olarak bütünün yeniden bir araya getirilmesine olanak tanıyor, ancak bu kadar büyük hacimli hasarlı malzemeyle uğraşırken "hiçbir insan bunu tek başına yapamaz", bu nedenle yapay zekanın yardımı kilit öneme sahip oluyor.
Yapay zeka ve arkeoloji: Yerine geçme değil, iş birliği
Robotun medyadaki önemine rağmen, RePAIR yöneticileri, Teknolojinin arkeologların yerini alması amaçlanmamıştırama onlara çalışmalarının en yavaş ve en sinir bozucu görevlerinden birinde destek olmak: parçalanmış malzemelerin yeniden bir araya getirilmesi.
Sistemi eğitmek için ekip oluşturuldu parçaların yapay kopyaları Dijitalleştirilmiş modeller sayesinde robot, test aşamasında orijinal olmayan parçalarla denemeler yapabilecek ve böylece orijinal malzemeye zarar gelme riski azalacak.
Geliştirilen arayüz, duvar resmi ve restorasyonu alanında uzman kişilerin sistemle etkileşime girmekYapay zekanın önerdiği çözümleri doğrulamak veya düzeltmek ve özellikle stil, teknik ve ikonografi konusunda deneyime dayalı yargılarını sunmak.
Robotla çalışmanın yanı sıra, alanında uzman bir ekip de Lozan ÜniversitesiProfesör Michel E. Fuchs önderliğinde, her bir parçanın morfolojik, üslup ve teknik analizine dayalı bir çalışma ve manuel yeniden düzenleme programı geliştirmek için yıllar harcadı ve bu program, makine tarafından üretilen sonuçlarla bütünleştirildi.
Bu hibrit yaklaşım, otomatik hesaplama ve insan deneyimi— Arkeolojik alanlar ve müzelerdeki gelecekteki Avrupa projeleri için bir ölçüt olarak ortaya çıkıyor; disiplinler arası iş birliğinin giderek yaygınlaşacağı bir alan.
İtalya'nın ötesinde etkisi olan bir Avrupa projesi
RePAIR piyasaya sürüldü Eylül 2021 ve Venedik Ca' Foscari Üniversitesi tarafından koordine edilmektedir ve birkaç katılımcıyla gerçekleştirilmektedir Avrupa araştırma merkezleri ve kurumlarıİtalyan Teknoloji Enstitüsü (IIT) ve Pompeii Arkeoloji Parkı'nın kendisi de ana test alanı olarak yer alıyor.
Proje şu kuruluş tarafından finanse edilmektedir: ABBu, Pompeii'deki belirli bir vakayı çözmekle sınırlı olmayan, ancak uygulanabilir yeni araçların temellerini atmayı hedefleyen bir girişimin topluluk boyutunu güçlendirir. Avrupa genelindeki kültürel mirasİspanya'da muhafaza edilen de dahil olmak üzere.
Müzeler, arkeolojik parklar ve parçalı eserlerin depoları önümüzdeki yıllarda bu yenilikten faydalanabilir. geliştirilen metodolojiler Bu deneyde algoritmaları ve robotiği farklı destek türlerine uyarladık: sadece fresklere değil, aynı zamanda seramiklere, heykellere veya mimari elemanlara da.
Birçok Avrupa arkeolojik alanının depolarında muhafaza edilmektedirler binlerce parçanın yeniden bir araya getirilmesi gerekiyor Zaman ve insan kaynağı yetersizliği nedeniyle derinlemesine incelenemeyen bu teknoloji, güvenilirliğini kanıtlarsa, sınıflandırma, yeniden yapılandırma ve dokümantasyon süreçlerini önemli ölçüde hızlandırabilir.
Ancak programın savunucuları, daha geniş kapsamlı bir dağıtımın, çok sıkı koruma ve izleme kriterleriRobot ve algoritmaların kullanımının orijinal eserlerin bütünlüğünü tehlikeye atmamasını sağlamak.
Geleceğin arkeolojisi: zorluklar ve olasılıklar
Projenin en karmaşık yönlerinden biri, robotun çalıştığı malzemenin doğasıdır: eksik, aşınmış ve karışık parçalarBunlar çoğu zaman orijinal eserin yalnızca küçük bir bölümünü temsil eder ve tamamen doldurulması imkânsız büyük boşluklar bırakır.
Algoritmalar ayrıca şunlarla da ilgilenmelidir: kesin kökeni hakkında belirsizlik Birçok parçanın: aynı depoda tutuluyor olmalarına rağmen, farklı odalara, farklı zamanlara veya hatta birbirinden uzak binalara karşılık gelebilirler; bu da sistemin görünüşte geçerli ama yanlış kombinasyonları atmasına neden olur.
Bu karmaşıklığı yönetmek için geliştiriciler şu yöntemlere yöneldi: gelişmiş bilgisayarlı görme teknikleri ve makine öğrenmesi sayesinde, şekli, sıva kalınlığını, dekoratif deseni, renkleri ve vuruşlar ile resimsel motifler arasındaki olası süreklilikleri aynı anda değerlendirebiliyor.
Parkın yöneticisi Gabriel Zuchtriegel, bu çalışma alanını gelecekte ne olabileceğine dair bir ön izleme olarak görüyor. geleceğin arkeolojisiYapay zekânın sadece fresklerin yeniden inşasında değil, aynı zamanda veri yönetiminde, kazıların belgelenmesinde ve kamuya açık sanal modellerin oluşturulmasında da merkezi bir rol oynayacağı belirtiliyor.
Dünyanın en ünlü arkeolojik alanlarından biri olan Pompeii'de elde edilen ilerleme, diğer Avrupa alanlarında benzer projelerin tanıtılması için bir vitrin görevi görebilir ve bu da kurumlar arası işbirliği ağı teknolojileri, veritabanlarını ve işletim protokollerini paylaşan.
Pompeii'deki bu yapay zeka destekli robotun deneyimi, bir araya getirildiğinde şunu gösteriyor: ileri düzey araştırma, uluslararası iş birliği ve arkeolojik bilgiParçalanmış bir şekilde depo kutularında kalmaya mahkûm görünen eserlerin biçimini ve kısmen de tarihini geri kazandırmak mümkün; bu da İtalya, İspanya ve Avrupa'nın geri kalanında mirasın korunması için umut verici bir yol açıyor.