A Inteligência Artificial (IA) e o Sensoriamento Remoto na Arqueologia

(Translated and adapted from an article published on the EurekAlert! website, available at www.eurekalert.org).

O projeto piloto do Scanner de Paisagens Culturais explorará Inteligência Artificial para detectar o patrimônio arqueológico do subsolo. O projeto terá a duração de três anos e será realizado pelo IIT em colaboração com a Agência Espacial Europeia.

A IA usada para detectar vestígios de sítios arqueológicos ocultos. Fonte: ESA/ IIT.

O projeto "Scanner de Paisagens Culturais" (CLS) nasceu da colaboração entre o Instituto Italiano de Tecnologia (IIT) e a Agência Espacial Europeia (ESA) com o objetivo de detectar sítios arqueológicos por meio da análise de imagens de satélite e inteligência artificial (IA). Os pesquisadores do IIT, do Centro de Tecnologia do Patrimônio Cultural de Veneza usaram a IA para ajudar os arqueólogos a rastrear a presença ancestral de humanos, revelando vestígios ocultos no solo. A IA será capaz de reconhecer, até mesmo, variações mínimas ou imperceptíveis na vegetação, ou outros sinais particulares da superfície, que podem indicar a presença de vestígios ainda não descobertos. O projeto terá duração de três anos e pode ter como resultado imediato uma melhor capacidade de identificação de sítios de patrimônio cultural em risco de pilhagem.

Nas últimas décadas, a identificação de patrimônios culturais subterrâneos tem aproveitado os dados de Sensoriamento Remoto, uma forma de detecção que permite encontrar objetos enterrados no subsolo por meio de imagens nas quais é possível reconhecer depósitos arqueológicos de subsolo a partir de anomalias. e vestígios em solos nus, colheitas ou vegetação. Estudos anteriores já investigaram as vantagens potenciais do desenvolvimento de sensoriamento remoto automatizado, mas também mostraram que as tecnologias atuais têm alguns limites, sendo capazes de detectar apenas objetos muito específicos. Nesse cenário, as plataformas web de conjuntos de dados de sensoriamento remoto gratuito conheceram um crescimento exponencial e são amplamente utilizadas pela comunidade do Patrimônio Cultural em todo o mundo. Entre eles, está o Copernicus, a plataforma de dados de satélite gratuita e aberta para observação da Terra coordenada pela Comissão Europeia, em parceria com a ESA.

No entanto, a análise visual dos dados provenientes dessas plataformas é extremamente complexa, devido à grande quantidade de dados a serem gerenciados, e porque as imagens devem ser visualizadas e interpretadas por humanos. Por esse motivo, o verdadeiro desafio é adicionar aprendizado de máquina e visão artificial computadorizada para tornar esse trabalho muito mais fácil. O grupo é um dos poucos no mundo que desenvolveu algoritmos para detecção automática de sítios de patrimônio arqueológico e cultural.

O projeto “Cultural Landscapes Scanner” (CLS) terá, assim, uma abordagem inovadora com o objetivo de ultrapassar os métodos atuais baseados na observação subjetiva, tornando possível uma detecção mais ampla e precisa graças a métodos computacionais avançados.

Os pesquisadores definirão um procedimento de reconhecimento automatizado de amplo espectro, adaptável e robusto, personalizado para locais de patrimônio cultural, usando os dados obtidos da plataforma Copernicus. O sensoriamento remoto automatizado, por meio de aprendizado de máquina, produzirá uma detecção mais precisa dos objetos do patrimônio cultural por meio de imagens de satélite e uma identificação mais clara de antigos sistemas de divisão de terras.

Os algoritmos de aprendizado de máquina podem ser aprimorados automaticamente, ganhando experiência em um processo de autoaprendizagem incremental. Portanto, a IA será capaz de oferecer uma identificação cada vez mais precisa de potenciais sítios arqueológicos subterrâneos.

Esta abordagem de IA será capaz de ver objetos ou irregularidades que geralmente são impossíveis de ver ao olho humano. A combinação desses elementos produzirá a possibilidade de observar vestígios na vegetação, solos nus, buracos e marcas de corte. Assim, a IA apoiará as práticas atuais de fotointerpretação, com base em observações subjetivas, graças à sua precisão na análise de imagens e à possibilidade de explorar áreas espaciais mais amplas. Outro aspecto que, certamente, irá lucrar com o desenvolvimento do Sensoriamento Remoto Automatizado é a maior possibilidade de preservação do patrimônio cultural. Na verdade, um resultado imediato será representado por uma melhor capacidade de resposta às ameaças culturais, identificando os locais de patrimônio cultural em risco de pilhagem.

O projeto-piloto Cultural Landscapes Scanner é o resultado de uma parceria entre o Centro de Tecnologia do Patrimônio Cultural do IIT e a Agência Espacial Europeia (ESA).