Как искусственный интеллект совершает революцию в археологии

Это по-настоящему захватывающая история. Использование ИИ на объекте Всемирного наследия ЮНЕСКО в Перу ускорило открытие загадочных тысячелетних рисунков на земле (геоглифов) в 16 раз, и привело к обнаружению 303 изображений меньше чем за год! Ученые теперь сосредоточились на их интерпретаци, ведь геоглифы — уникальное окно в культуру и верования древних людей.

Геоглифы — это “рисунки”, которые встречаются по всей территории Наска-Пампы в Перу. Эти геоглифы сохранились на протяжении тысячелетий, поскольку были построены в районе, который не затапливался и не подходил для сельского хозяйства, а потому были заново открыты в начале XX века.

Геоглифы делятся на геометрические и фигуративные. Известные геометрические геоглифы изображают гуманоидов, животных (птиц, обезьян, лис, пауков, ящериц), растения и инструменты (например, иглу, ткацкий станок, булавку, веер и музыкальный инструмент). Фигуративные геоглифы бывают линейными и рельефными. Линейные геоглифы большие, их средняя длина составляет 90 м., чаще они изображают диких животных. Рельефные геоглифы в среднем всего 9 м, и они часто изображают гуманоидов и домашних животных, например, лам.

Существует несколько гипотез цели создания геоглифов. В случае линейных геоглифов приоритетной является гипотеза календаря и астрономии: геоглифы животных соответствуют созвездиям.

Рельефные геоглифы могли быть созданы для обозрения. Доказательством этого является то, что этот тип геоглифа имеет тенденцию встречаться на склонах холмов, чтобы его можно было увидеть издалека.

Полевые исследования с использованием аэрофотосъемки начались в 1940-х годах и привели к обнаружению 112 геоглифов в регионе Наска-Пампа (Перу) и прилегающих районах. Они состояли из 39 линейных и 73 рельефных геоглифов. В 2004 году стали использоваться спутниковые снимки высокого разрешения, и к 2020 году добавили аэрофотоснимки высокого разрешения и частичное покрытие с помощью дрона. В результате с 2004 по 2020 год было обнаружено 318 новых фигуративных геоглифов.

Комплексное исследование рельефных фигуративных геоглифов не предпринималось, поскольку Наска-Пампа и прилегающая территория крайне обширна и занимает свыше 629 кв. км.

Спустя 2 тыс. лет воздействия стихий эти геоглифы плохо видны, и экспертам необходимо проверять аэрофотоснимки высокого разрешения воочию, чтобы определить кандидатов для последующих полевых исследований.

Предыдущий способ поиска этих трудно обнаруживаемых объектов был крайне неэффективен и непрактичен для такого масштабного исследования.

Главной проблемой для ИИ было обнаружение редких геоглифов с плохой контрастностью и ограниченным количеством обучающих примеров. Нейронные сети обычно обучаются на десятках тысяч изображений, тогда как в случае геоглифов Наски у исследователей было всего несколько сотен примеров для обучения.

Из 303 вновь обнаруженных геоглифов 178 были предложены именно ИИ. Рельефные геоглифы часто встречаются в группах, поэтому часть находок были помимо предложенных ИИ. Так, в 23 из 40 новых обнаруженных с помощью ИИ точках в итоге оказалось более одного геоглифа. Остальные 59 изображений были найдены во время полевого обследования без какой-либо помощи ИИ или во время скрининга за пределами предложенных ИИ рамок.

Скорость открытия новых образных геоглифов Наска исторически составляла порядка 1,5 рисунков в год (в период с 1940-х по 2000-е годы). Она ускорилась до 18,7 в год с 2004 по 2020 гг. из-за появления изображений высокого разрешения с помощью дистанционного зондирования.

Таким образом, ИИ может открыть революцию в археологических открытиях, подобно революции, которую произвела аэрофотосъемка в полевых условиях.

Предоставив ИИ возможность обнаружения новых рисунков, ученые сосредоточились на анализе.

В результате обнаружили, что существует значительная разница между большими линейными геоглифами и небольшими рельефными геоглифами (см. рисунок).

Линейные геоглифы в основном содержат мотивы, связанные с дикой природой (например, дикие животные и растения). Большинство рельефных геоглифов (81,6%) изображают людей или объекты, связанные с людьми (33,8% - гуманоидов, 32,9% - головы и 14,9% - верблюдов). Они обычно расположены в пределах видимости древних троп. Но не все геоглифы, которые образуют группы, обязательно видны с троп.

С другой стороны, гигантские линейные фигурные геоглифы в основном изображают диких животных (64%) и содержатся только в 6,9% рельефных геоглифов. Среди изображений - птица, кошка, змея, обезьяна, лиса, касатка и рыба. Они, вероятно, использовались на уровне сообщества для ритуальных действий.

#нейросети #история #наука #археология #ai #иибудущее #иитехнологии #ии #нейронки #нейросеть #нейронка #science