Как модели ИИ помогают археологам находить новые памятники
Один из геоглифов, загадочных гигантских изображений, сделанных в пустыне на юге Перу около 2 тыс. лет назад представителями народа наска. Обнаружить эти геоглифы помог искусственный интеллект. Фото: Yamagata University
Искусственный интеллект быстрее человека справляется с анализом спутниковых и аэрофотоснимков, облегчая поиск следов древних цивилизаций Южной Америки. Такого рода программы совершенствуются, но финальный этап все равно требует человеческого участия
Благодаря искусственному интеллекту (ИИ) поиск археологических памятников меняется коренным образом, и особенно отчетливо эти изменения видны в Южной Америке. Без человеческой экспертизы — по крайней мере пока — не обойтись, однако ИИ способен анализировать огромные объемы данных гораздо быстрее.
Наглядным примером преимуществ, которые дает внедрение искусственного интеллекта, служит веб-приложение GeoPACHA («Геопространственная платформа андской культуры, истории и археологии»). Исследователи загрузили в него спутниковые и аэрофотоснимки Анд в высоком разрешении. На начальном этапе, в 2020–2021 годах, ученые вручную изучали эти снимки, охватывающие территорию площадью 180 тыс. кв. км, и фиксировали все «локусы» — обособленные археологические объекты, которые удавалось заметить. Теперь в этой работе используется ИИ, обученный на большой выборке спутниковых снимков.
Стивен Вернке, директор Института пространственных исследований при Университете Вандербильта в США и один из разработчиков проекта, сравнивает его с большой языковой моделью, построенной на основе обширной выборки текстов из интернета. «Наша базовая модель, которую мы называем DeepAndes, — потенциальный эксперт в сфере рельефа и почвенного покрова Анд, — говорит он. — Если дообучить ее на основе размеченных человеком археологических объектов, она может стать экспертом по их идентификации на снимках».
Группа археологов, работающих на плато Наска, пустынной местности в 50 км от южного побережья Перу, обучила искусственный интеллект искать на аэрофотоснимках геоглифы — загадочные рисунки в пустыне, созданные народом наска около 2 тыс. лет. Фото: Yamagata University
Имея на руках многообещающие результаты, специалисты продолжают развивать эту технологию. Уже создана более продвинутая модель — DeepAndesArch. «Сейчас GeoPACHA использует нашу модель искусственного интеллекта DeepAndesArch, и на менее чем 5% от общей площади, которую в итоге охватит проект, она уже идентифицировала более 1 млн археологических локусов», — уточняет Вернке.
В последние годы археологи по-разному используют искусственный интеллект: для восстановления пострадавших и разрушенных артефактов, для борьбы с незаконным перемещением культурных ценностей, для классификации древних следов забоя на костях.
Но наибольшее влияние в сфере археологии развитие ИИ оказывает на поиски новых памятников. Обследование местности обходится дорого и зачастую ведется в сложных условиях. Это подвигло археологов начать использовать аэрофотоснимки и спутниковые изображения. Позднее, благодаря применению технологии лазерного сканирования с воздуха Lidar, позволяющей создавать трехмерные топографические карты, стало возможным обнаружение затерянных городов, скрытых под покровом лесов и посреди пустынь. Но изучение карт все равно отнимает много времени и сил и не гарантирует, что часть объектов не будет упущена. Именно здесь ИИ может кардинально изменить ситуацию.
Группа археологов, работающих на плато Наска, пустынной местности в 50 км от южного побережья Перу, обучила искусственный интеллект искать на аэрофотоснимках геоглифы — загадочные рисунки в пустыне, созданные народом наска около 2 тыс. лет назад, и получила впечатляющие результаты. «Мы изучаем расположение геоглифов с помощью спутниковых снимков, аэрофотоснимков высокого разрешения и изображений, полученных с беспилотников, с 2006 года, — рассказывает возглавляющий группу Масато Сакаи из японского Университета Ямагаты. — Благодаря технологиям дистанционного зондирования нам удалось обнаружить 314 новых геоглифов. Однако после внедрения искусственного интеллекта в 2019 году мы смогли обнаружить такое же количество геоглифов за гораздо более короткий срок».
Благодаря искусственному интеллекту поиск археологических памятников меняется коренным образом, и особенно отчетливо эти изменения видны в Южной Америке. Фото: Yamagata University
Хотя человеческая экспертиза по-прежнему незаменима. «Самое большое преимущество искусственного интеллекта заключается в его способности существенно ускорить процесс анализа, — считает Масато Сакаи. — Он позволяет быстро и эффективно решать задачи, на которые обычно уходит немало времени. Однако искусственный интеллект не застрахован от ошибок: в зависимости от характера данных или того, что именно анализируется, он может выдавать не самые оптимальные результаты».
По словам Сакаи, следует учитывать качество и количество данных, на которых обучался ИИ. «Важно не доверять слепо выводам искусственного интеллекта и подходить к ним критически. Поскольку ИИ продолжает развиваться, возникают и новые вопросы о балансе человеческой экспертизы и машинного анализа».
На следующем этапе работы с GeoPACHA археологи при помощи специально разработанного веб-приложения GeoPACHA-AI отмечали, какие из объектов, выявленных искусственным интеллектом в Андах, настоящие, а какие нет, и добавляли элементы, которые он упустил.
«Идея заключается в том, чтобы ИИ выполнял грязную работу по первоначальному выявлению объектов, а человеческая экспертиза служила для улучшения и уточнения результатов, — объясняет Вернке. — Затем мы используем подтвержденные данные для повторной отладки DeepAndesArch и применим его на площади более 2 млн кв. км. По сути, на всей территории, где империя инков оставила свой след»
