Archeológovia vyvinuli vlastný systém hĺbkového učenia, ktorý dokáže dáta vyhodnotiť 21-krát rýchlejšie ako človek.
Ukážka starobylých obrazcov kultúry Nazca, ktoré sú viditeľné len z výšky. Zdroj: Jamagatská univerzita
Vedci z japonskej Jamagatskej univerzity pod vedením univerzitného profesora Masata Sakaia objavili nové obrazce, ktoré sú súčasťou veľkej skupiny geoglyfov na planine Nazca v južnom Peru. Cenný nález sa podaril aj vďaka využitiu počítačového systému hĺbkového učenia (deep learning), ktorý dokáže informácie vyhodnotiť 21-krát rýchlejšie ako človek.
Výskum v tejto oblasti prebieha už od roku 2004. Archeológovia okrem terénneho výskumu využívajú aj satelitné snímky, leteckú fotografiu, letecké skenovanie technológiou LiDAR a drony. Snímky vyhodnocujú s použitím umelej inteligencie a hĺbkového učenia.
Štúdia uverejnená v aktuálnom čísle časopisu Journal of Archeological Science a na platforme Science Direct opisuje využitie systému hĺbkového učenia na efektívne vyhodnotenie dostupných dát. V tomto prípade išlo o letecké snímky planiny vo vysokom rozlíšení.
Rýchlejšie vyhodnocovanie dát pomocou hĺbkového učenia
Systém hĺbkového učenia je zvláštnym druhom strojového učenia, ktorý je mimoriadne účinný pri analýze obrazov, reči či jazyka. V archeológii sa hĺbkové učenie využíva pri analýze ikonografie, textu a písma odkrytých predmetov. Medzi ďalšie oblasti využitia hĺbkového učenia patrí diaľkový prieskum (remote sensing).
Technológie diaľkového prieskumu
Súčasťou diaľkového prieskumu v archeológii je letecká archeológia, prostredníctvom ktorej sa vykonáva vizuálny prieskum krajiny z výšky. Začiatkom 20. storočia, keď sa začalo využívať letecké snímkovanie, archeológia získala týmto spôsobom bohatý zdroj nových nálezísk. Ešte viac informácií než letecké fotografie poskytujú moderné digitálne snímky a laserové skenovanie známe ako LiDAR (Light Detection And Ranging). LiDAR pozostáva z laserového zdroja, ktorý vysiela laserové lúče, a z detektora, ktorý zároveň prijíma odrazy týchto lúčov. Na základe rozdielu času medzi vyslaním lúča a prijatím jeho odrazu sa vypočíta vzdialenosť objektu. Pri spracúvaní získaných dát sa odfiltrujú stromy a výsledný obraz zachytáva len zemský povrch a objekty, ako sú napríklad pozostatky ľudských stavieb.
Systémy hĺbkového učenia a metódy, ktoré využívajú, sú inšpirované ľudským mozgom a tým, ako spracúva informácie. Dokážu sa učiť z nahromadených skúseností, relatívne rýchlo prelúskať obrovské množstvá údajov a vytiahnuť z nich relevantné schémy.
Umelá inteligencia v službách archeológie
V tomto prípade archeológovia vyvinuli vlastný systém hĺbkového učenia, ktorý rieši konkrétne požiadavky jedinečné pre archeológiu. Profesor Masato Sakai a jeho tím dodali systému zábery 21 známych geoglyfov z planiny Nazca, ktoré rozdelili na takzvané elementy. Akýkoľvek známy geoglyf pozostáva z tucta elementov, ako je hlava, torzo, ruka alebo noha. Novému systému hĺbkového učenia tak na rozpoznanie geoglyfov stačili len menšie časti obrazcov, uviedol pre Live Science profesor Masato Sakai.
Vďaka použitiu tejto metódy sa archeológom podarilo identifikovať štyri nové geoglyfy v severnej oblasti planiny Nazca. Najväčší z aktuálne objavených obrazcov má približne 77 metrov a zobrazuje pár nôh. Okrem neho sa ukázal aj obrazec znázorňujúci rybu a vtáka. Vedci považujú prepojenie terénneho výskumu s rýchlo sa rozvíjajúcimi novými technológiami za pozitívny prínos a vidia v ňom budúcnosť archeológie.
Autori uvádzajú, že systém môže byť užitočný v prípadoch, keď odborníci prehliadnu geoglyfy na leteckých snímkach. Novoobjavený figurálny geoglyf sa napríklad nachádzal v blízkosti slávneho geoglyfu kolibríka, predtým ho však nikdy nespozorovali.
Výskum obrazcov na planine Nazca
Do dnešného dňa vedci na planine Nazca odkryli viac ako 350 geoglyfov. Prvé línie a geometrické vzory piloti uvideli už v dvadsiatych rokoch 20. storočia. V štyridsiatych rokoch vedci odhalili geoglyfy zobrazujúce kolibríky, opice, veľryby, pavúky, kvety, geometrické motívy a náčinie. Interdisciplinárny výskum, ktorý prebiehal v osemdesiatych rokoch, sa realizoval prostredníctvom balónov a lietadiel.
Prelomový objav 143 geoglyfov
V roku 2019 sa expertom pod vedením japonského archeológa Masata Sakaia podaril unikátny nález. Vedci vtedy analyzovali dáta, ktoré zozbierali v rokoch 2016 až 2018 na juhu Peru. Použili pritom moderné technológie – na zber dát využili presné satelitné snímanie a následne ich v plodnej spolupráci s japonským IBM a s Výskumným centrom Thomasa J. Watsona z USA vyhodnotili pomocou umelej inteligencie. Tá v spleti línií identifikovala 143 nových geoglyfov.
Okrem opakujúcich sa motívov vtákov, opíc či hadov identifikovali aj geoglyf s motívom dvojhlavého hada požierajúceho dvoch ľudí, rybu, mačku, lamu či nezvyčajnú ľudskú postavu, ktorá drží hranatú palicu. Najväčší z vtedy objavených geoglyfov meral sto metrov, najmenší necelých päť.
Vďaka inteligentným algoritmom sa archeológom podarilo rekonštruovať aj obrazce, ktoré by sa použitím iných metód nepodarilo nájsť. Archeológovia sa snažia na planine Nazca odhaliť čo najviac z týchto starobylých geoglyfov, pretože hrozí, že budú v dôsledku erózie a klimatických zmien nenávratne zničené. Autori štúdie považujú za nevyhnutné identifikovať a ochrániť čo najviac z ešte existujúcich obrazcov.
Zdroj: Live Science, ScienceDirect, čt24
(zh)
