古代都市の中心部にある ポンペイ西暦79年のベスビオ火山の噴火ですべてが灰と軽石の下に埋もれた場所に、新たな主人公が保存チームに加わりました。 人工知能によって誘導されるロボット 数十年にわたって倉庫で粉々に砕けていたフレスコ画の修復を手助けすることができます。
パレットと筆だけに基づいた古典的な考古学のイメージとはかけ離れたこのプロジェクトは、 高度なロボット工学、AIアルゴリズム、コンピュータービジョン技術 何千もの破損したピースがあり、最終結果を示す「箱の写真」がない、まるで記念碑的なジグソーパズルであるかのように、破片を再配置します。
ポンペイの中心にあるハイテク研究所
このロボットシステムは、 修理は、「過去の再構築」の英語の頭字語であり、 EU これにより、考古学公園の一帯が、文化遺産を研究する真のハイテク研究所へと変貌しました。
プログラムの担当者によると、このプラットフォームは ラスティックハウスポンペイ遺跡公園内にある国家の建物で、ロボットアームから画像キャプチャおよび処理システムまで、必要な科学機器を収容できるように改装されました。
プロジェクトコーディネーターの教授 マルチェロ・ペリロヴェネツィアのカ・フォスカリ大学の教授は、この取り組みが「互いに非常に遠く離れているように見えた世界」を結びつけたと強調している。一方では、 人工知能とロボット工学; 一方、 伝統的な考古学と保存 文化財の。
研究者の言葉によれば、その目的は2つある。1つは、 フレスコ画の物理的な復元一方、イタリア、スペイン、その他のヨーロッパの遺跡や博物館で使用できるツールを開発します。そこには、研究を待つ何千もの破片が保管されています。
パズルを解くロボットの仕組み
RePAIRの枠組み内で設計されたシステムは、 2本の同一のロボットアーム共通の胴体に搭載され、 視覚センサー これにより、各破片の詳細な分析が可能になり、その空間内での位置を特定できるようになります。
それぞれの腕の先端は 柔軟な構造の「ソフトハンド」非常に壊れやすい破片を繊細なグリップで保持できるため、噴火、時間の経過、場合によっては第二次世界大戦の爆撃によってすでに損傷した表面へのさらなる損傷のリスクを最小限に抑えることができます。
ワークフローは 断片のデジタル化各ピースの詳細な画像が撮影され、コンピュータシステムに保存されます。この情報を用いて、人工知能アルゴリズムがエッジ、装飾、色、形状、そしてピース同士の相性などを分析することで、パズルを「解く」ことを試みます。
ソフトウェアが可能な解決策を提案すると、それは ハードウェアプラットフォームロボットアームが計算された位置に部品を配置します。この自動組立により、純粋な手作業よりもはるかに迅速に組み合わせのテストが可能になります。
ペリロ氏は、これはパズルであると皆に思い出させることで、この課題を要約しています。 「非常に複雑」数百または数千の断片があり、多くの場合非常に劣化しており、最終的な画像がどのようになるか事前にわからないため、AIは完全な参照モデルなしで実質的に盲目的に作業することを余儀なくされます。
象徴的なフレスコ画：画家の家からスコラ・アルマチュラルムまで
ロボットのテスト段階では、2種類の新鮮な農産物に焦点を当てています。 世界遺産の象徴 そしてそれらは公園の倉庫に断片的な状態で保管されていた。
最初のものは 貞淑な恋人たちの島で働く画家の家のいくつかの部屋の天井 （しばしば「活動中の画家の家」とも呼ばれる）、ベスビオ山の噴火によって被害を受け、第二次世界大戦中にポンペイを襲った爆撃によって文字通り粉々に吹き飛ばされました。
2番目の作品群は、 スコラ・アルマチュラルム剣闘士協会とゆかりのある建物で、2010年に崩壊したため壁の装飾の多くが深刻な被害を受け、未だに完全には修復されていない。
どちらのセットも、まさにこのプロジェクトが解決しようとしているタイプの問題を示しています。 数千の遺骨が散乱している隙間や侵食された表面、異なる作品に属する可能性のある混在した破片などがあり、修復作業を大幅に複雑化しています。
ポンペイ考古学公園のディレクターは次のように説明しています。 ガブリエル・ズクトリーゲルそれぞれの破片の独特な形状と装飾により、理論的には全体を再び組み立てることが可能だが、これほど大量の損傷した材料を扱うには「人間が単独で行うことは不可能」であるため、人工知能の助けが鍵となる。
AIと考古学：置き換えではなく協力
このロボットがメディアで注目を集めているにもかかわらず、RePAIRのマネージャーは、 テクノロジーは考古学者に取って代わるものではないしかし、彼らの仕事の中で最も時間がかかり、最もイライラする作業の 1 つである、断片化された資料の再構成をサポートすることです。
システムを訓練するために、チームは 破片の人工レプリカ デジタル化されたモデルに基づいて、ロボットはテスト段階で非純正部品を使って練習することができ、元の材料が損傷するリスクを軽減できます。
開発されたインターフェースにより、壁画の塗装と修復の専門家は システムと対話するAI が提案するソリューションを検証または修正し、特にスタイル、テクニック、図像に関して経験に基づく判断に貢献します。
ロボットを使った作業と並行して、 ローザンヌ大学ミシェル・E・フックス教授が率いるチームは、各断片の形態学的、文体的、技術的分析に基づき、機械によって生成された結果と統合された研究プログラムと手作業による再構成を何年もかけて開発してきました。
このハイブリッドアプローチは、 自動計算と人間の経験— これは、分野間の連携がますます一般的になる考古学遺跡や博物館における将来のヨーロッパのプロジェクトのベンチマークとして浮上しています。
イタリアを超えて影響を及ぼすヨーロッパのプロジェクト
RePAIRは 2021の9月 ヴェネツィアのカ・フォスカリ大学がコーディネートし、複数の 欧州の研究センターおよび機関これには、イタリア工科大学（IIT）とポンペイ遺跡公園自体が主な試験場として含まれています。
このプロジェクトは、 EUこれは、ポンペイの特定の事件の解決に限定されず、適用可能な新しいツールの基盤を築くことを目指すイニシアチブのコミュニティの側面を強化するものである。 ヨーロッパ全土の文化遺産スペインに保存されているものも含め。
博物館、考古学公園、断片的な遺物の保管庫は、今後数年間で、 開発された方法論 この実験では、フレスコ画だけでなく、陶器、彫刻、建築要素など、さまざまな種類の支持体にアルゴリズムとロボット工学を適応させました。
多くのヨーロッパの考古学遺跡の倉庫には、 まだ再構成されていない数千の破片 時間と人的資源の不足により、これまで深く研究することができなかった遺構。この技術の信頼性が証明されれば、分類、復元、そして文書化のプロセスを大幅に加速できる可能性があります。
しかし、このプログラムの支持者は、より広範な展開は、 非常に厳格な保全と監視基準ロボットやアルゴリズムの使用によって元の作品の完全性が損なわれないようにするため。
未来の考古学：課題と可能性
このプロジェクトの最も複雑な側面の 1 つは、ロボットが扱う材料の性質そのものです。 不完全、侵食された、混合された破片これらは多くの場合、元の作品のほんの一部しか表しておらず、完全に埋めることが不可能な大きなギャップを残しています。
アルゴリズムは、 正確な起源についての不確実性 多くのフラグメント: 同じリポジトリに保存されていても、異なる部屋、異なる時間、または互いに遠く離れた建物に対応している可能性があり、システムは一見有効だが間違った組み合わせを破棄せざるを得なくなります。
この複雑さを管理するために、開発者は 高度なコンピュータービジョン技術 機械学習により、形状、石膏の厚さ、装飾模様、色彩、そしてストロークと絵画モチーフ間の連続性を同時に評価することが可能です。
公園のディレクター、ガブリエル・ズクトリーゲル氏は、この仕事は将来何が起こるかの予告だと見ている。 未来の考古学人工知能は、フレスコ画の復元だけでなく、データ管理、発掘の記録、一般公開される仮想モデルの作成においても中心的な役割を果たすことになります。
世界で最も有名な考古学遺跡の一つであるポンペイで達成された進歩は、他のヨーロッパの遺跡で同様のプロジェクトを推進するためのショーケースとなり、 機関間の協力ネットワーク テクノロジー、データベース、および動作プロトコルを共有します。
ポンペイのこのAI誘導ロボットの経験は、 最先端の研究、国際協力、考古学的知識倉庫の箱の中にバラバラのまま残される運命にあったと思われた作品の形、そして部分的には歴史も復元することが可能であり、イタリア、スペイン、そしてヨーロッパの他の国々における文化遺産の保存にとって明るい道が開かれる。