U srcu drevnog grada PompejiTamo gdje je erupcija Vezuva 79. godine nove ere sve zatrpala pepelom i plovućcem, timu za očuvanje pridružio se novi protagonist: robot vođen umjetnom inteligencijom sposoban da pomogne u restauraciji fresaka koje su decenijama bile uništene u skladištima.
Daleko od slike klasične arheologije zasnovane isključivo na paleti i kistu, ovaj projekat kombinuje napredna robotika, algoritmi umjetne inteligencije i tehnike računalnog vida preurediti fragmente kao da je u pitanju monumentalna slagalica, sa hiljadama oštećenih dijelova i bez "kutijske fotografije" koja prikazuje konačni rezultat.
Visokotehnološka laboratorija u srcu Pompeja
Robotski sistem je dio POPRAVAK, engleski akronim za "Rekonstrukciju prošlosti", istraživački projekat koji finansira Evropska unija što je transformiralo dio arheološkog parka u pravu visokotehnološku laboratoriju primijenjenu na baštinu.
Prema riječima onih koji su zaduženi za program, platforma je instalirana u Rustikalna kuća, državna zgrada unutar Arheološkog parka Pompeji koja je renovirana i prilagođena za smještaj potrebne naučne opreme, od robotskih ruku do sistema za snimanje i obradu slika.
Koordinator projekta, profesor Marcello Pelillo, sa Univerziteta Ca' Foscari u Veneciji, naglašava da je ova inicijativa okupila "svjetove koji su izgledali vrlo udaljeni" jedan od drugog: s jedne strane, najnaprednije tehnike umjetna inteligencija i robotika; s druge strane, the tradicionalna arheologija i konzervacija kulturnih dobara.
Prema riječima istraživača, cilj je dvostruk: s jedne strane, napredovati u fizička rekonstrukcija fresakaS druge strane, razviti alate koji se mogu koristiti na drugim lokacijama i muzejima u Italiji, Španiji i ostatku Evrope, gdje su hiljade fragmenata akumulirane u depozitima koji čekaju da budu proučeni.
Kako funkcioniše robot za rješavanje zagonetki
Sistem dizajniran u okviru RePAIR-a sastoji se od dvije identične robotske rukepostavljen na zajednički torzo, opremljen sa senzori vida koji omogućavaju detaljnu analizu svakog fragmenta i lociranje njegovog položaja u prostoru.
Svaki krak završava na neki način "meka ruka" fleksibilne strukturesposoban da drži izuzetno krhke komade delikatnim hvatom, minimizirajući rizik od daljnjeg oštećenja površina koje su već oštećene erupcijom, protokom vremena i, u nekim slučajevima, bombardovanjem iz Drugog svjetskog rata.
Tok rada počinje sa digitalizacija fragmenataDetaljne slike svakog dijela se snimaju i pohranjuju u računarski sistem. Koristeći ove informacije, algoritmi vještačke inteligencije pokušavaju "riješiti" slagalicu analizirajući ivice, dekoracije, boje, oblik i moguća podudaranja između fragmenata.
Nakon što softver predloži moguće rješenje, ono se šalje hardverska platformagdje robotske ruke postavljaju dijelove u izračunati položaj. Ova automatizirana montaža omogućava testiranje kombinacija mnogo brže nego kod čisto ručnog rada.
Pelillo sažima izazov podsjećajući sve da je to zagonetka. "izuzetno složeno"sa stotinama ili hiljadama fragmenata, često vrlo oštećenih i bez da unaprijed znamo kako će konačna slika izgledati, što prisiljava vještačku inteligenciju da radi praktično naslijepo, bez potpunog referentnog modela.
Kultne freske: od Kuće slikara do Schola Armaturarum
Faza testiranja robota fokusirala se na dva seta svježih proizvoda koji su razmatrani simbol svjetske baštine i da su se nalazili u fragmentiranom stanju u skladištima parka.
Prvi odgovara Plafon nekoliko soba Kuće slikara koji rade na Ostrvu čednih ljubavnika (često nazivana i Kuća slikara u akciji), oštećena erupcijom Vezuva i doslovno raznesena u komadiće bombardiranjima koja su pogodila Pompeje tokom Drugog svjetskog rata.
Drugu grupu radova čine freske iz Schola Armaturarum, zgrada povezana s gladiatorskim udruženjima, čije je urušavanje 2010. godine ostavilo veliki dio njene muralne dekoracije ozbiljno oštećenim i još uvijek nije u potpunosti obnovljena.
Oba seta predstavljaju upravo onu vrstu problema koju ovaj projekat želi riješiti: hiljade rasutih ostatakasa prazninama, erodiranim površinama i pomiješanim komadima koji mogu čak pripadati različitim djelima, što značajno otežava rad restauratora.
Kako objašnjava direktor Arheološkog parka Pompeji, Gabriel ZuchtriegelJedinstveni oblik i dekoracija svakog fragmenta teoretski omogućavaju ponovno sastavljanje cjeline, ali "nijedno ljudsko biće ne bi to moglo samo" kada se radi s tako ogromnim količinama oštećenog materijala, tako da pomoć umjetne inteligencije postaje ključna.
Vještačka inteligencija i arheologija: saradnja, a ne zamjena
Uprkos medijskoj istaknutosti robota, menadžeri RePAIR-a insistiraju da Tehnologija nije namijenjena da zamijeni arheologeveć da ih podrži u jednom od najsporijih i najfrustrirajućih zadataka njihovog rada: rekompoziciji fragmentiranih materijala.
Da bi obučili sistem, tim je kreirao umjetne replike fragmenata Na osnovu digitalizovanih modela, robot bi mogao da vježba sa neautentičnim dijelovima tokom faze testiranja, smanjujući rizik od oštećenja originalnog materijala.
Razvijeni interfejs omogućava stručnjacima da se bave zidnim slikarstvom i restauracijom. komunicirati sa sistemom, potvrde ili isprave rješenja koja predlaže vještačka inteligencija i doprinesu svojim iskustvenim prosuđivanjem, posebno u pogledu stila, tehnike i ikonografije.
Uz rad s robotom, tim stručnjaka iz Univerzitet u LozaniPredvođen profesorom Michelom E. Fuchsom, tim je godinama razvijao program proučavanja i ručnog rekomponovanja, zasnovan na morfološkoj, stilskoj i tehničkoj analizi svakog fragmenta, koji je integrisan s rezultatima koje generiše mašina.
Ovaj hibridni pristup - kombinovanje automatizirano izračunavanje i ljudsko iskustvo— Pojavljuje se kao referentna tačka za buduće evropske projekte na arheološkim nalazištima i u muzejima, gdje će saradnja između disciplina postati sve češća.
Evropski projekat sa uticajem izvan Italije
RePAIR je pokrenut u Septembar 2021 a koordinira ga Univerzitet Ca' Foscari u Veneciji, uz učešće nekoliko Evropski istraživački centri i institucije, uključujući Italijanski tehnološki institut (IIT) i sam Arheološki park Pompeji kao glavno poligon za testiranje.
Projekat finansira Evropska unijaOvo jača dimenziju zajednice inicijative koja nije ograničena na rješavanje konkretnog slučaja u Pompejima, već teži postavljanju temelja za nove alate primjenjive na kulturno naslijeđe širom Evrope, uključujući i onaj sačuvan u Španiji.
Muzeji, arheološki parkovi i skladišta fragmentarnih artefakata mogli bi imati koristi u narednim godinama od razvijene metodologije U ovom eksperimentu, prilagodili smo algoritme i robotiku različitim vrstama nosača: ne samo freskama, već i keramici, skulpturama ili arhitektonskim elementima.
U skladištima mnogih evropskih arheoloških nalazišta čuvaju se hiljade fragmenata koji tek trebaju biti ponovo sastavljeni koji, zbog nedostatka vremena i ljudskih resursa, nisu mogli biti detaljno proučeni. Ako se tehnologija pokaže pouzdanom, mogla bi značajno ubrzati procese klasifikacije, rekonstrukcije i dokumentiranja.
Međutim, zagovornici programa insistiraju da se svako šire uvođenje mora provesti uz vrlo strogi kriteriji očuvanja i praćenjakako bi se osiguralo da upotreba robota i algoritama ne ugrožava integritet originalnih djela.
Arheologija budućnosti: izazovi i mogućnosti
Jedan od najsloženijih aspekata projekta je sama priroda materijala s kojim robot radi: nepotpuni, erodirani i miješani komadikoji često predstavljaju samo mali dio originalnog djela, ostavljajući velike praznine koje je nemoguće u potpunosti popuniti.
Algoritmi se također moraju baviti neizvjesnost o tačnom porijeklu mnogih fragmenata: iako se čuvaju u istim spremištima, mogu odgovarati različitim prostorijama, različitim vremenima ili čak zgradama koje su međusobno udaljene, što prisiljava sistem da odbaci naizgled valjane, ali netačne kombinacije.
Da bi upravljali ovom složenošću, programeri su se okrenuli napredne tehnike kompjuterskog vida i mašinsko učenje, sposobno za simultanu procjenu oblika, debljine maltera, dekorativnog uzorka, boja i mogućih kontinuiteta između poteza i slikovnih motiva.
Direktor parka, Gabriel Zuchtriegel, vidi ovaj posao kao pregled onoga što bi moglo biti arheologija budućnostiU kojem će vještačka inteligencija igrati centralnu ulogu ne samo u rekonstrukciji fresaka, već i u upravljanju podacima, dokumentiranju iskopavanja i stvaranju virtualnih modela dostupnih javnosti.
Napredak postignut u Pompejima – jednom od najpoznatijih arheoloških nalazišta na svijetu – može poslužiti kao primjer za promociju sličnih projekata na drugim evropskim lokacijama, podstičući... mreža saradnje između institucija koje dijele tehnologije, baze podataka i operativne protokole.
Iskustvo ovog robota vođenog umjetnom inteligencijom u Pompejima pokazuje da, kada se kombinuje najsavremenija istraživanja, međunarodna saradnja i arheološko znanjeMoguće je vratiti formu - a dijelom i historiju - djelima koja su izgledala osuđena da ostanu fragmentirana u skladišnim kutijama, otvarajući obećavajući put za očuvanje baštine u Italiji, Španiji i ostatku Evrope.