العثور على قبر لملك قديم ، مليء بالتحف الذهبية والأسلحة والملابس الرائعة ، هو حلم أي عالم آثار. لكن البحث عن مثل هذه الأشياء أمر شاق للغاية ، سيخبرك الدكتور جينو كاسباري.
يدرس جينو كاسباري ، الباحث الأثري في مؤسسة العلوم الوطنية السويسرية ، ثقافة السكيثيين والبدو القدماء الذين أرهبوا سكان السهول الآسيوية منذ 3000 عام. في مقابر النبلاء السكيثيين ، يتم الاحتفاظ بمعظم الثروة الرائعة التي سرقوها من جيرانهم. منذ لحظة دفن جثث القادة ، أصبحت القبور أهدافًا للصوص. يقدر الدكتور كاسباري أن أكثر من 90٪ منها قد تم تدميرها وتدميرها بالفعل.
يشك العالم في أن آلاف المقابر منتشرة عبر سهول أوراسيا الممتدة لملايين الكيلومترات المربعة. أمضى ساعات في رسم خرائط القبور باستخدام صور Google Earth في ما يعرف الآن بروسيا ومنغوليا ومقاطعة شينجيانغ في غرب الصين. يقول الدكتور كاسباري:
"إنه في الواقع عمل ممل ومتكرر ". " ومن الواضح أن هذا ليس ما يجب على عالم متعلم أن يفعله".
تمكن بابلو كريسبو ، وهو طالب دراسات عليا من كلية الاقتصاد بجامعة مدينة نيويورك ، من إيجاد حل أفضل لمشاكل العالم. عمل مع الذكاء الاصطناعي لتقييم تقلب أسواق السلع. اقترح بابلو للدكتور كاسباري أن الشبكة العصبية التلافيفية يمكن أن تساعده في البحث عن مقابر محشوشية محتملة - يمكنها تحليل صور الأقمار الصناعية تمامًا مثل عالم محترم.
كان بابلو وجينو "زميلين" في International House (شبكة عالمية من 160 مدرسة لغة ومعهد لتدريب المعلمين في أكثر من 50 دولة). شاركوا في الإيمان بأهمية المعرفة المشتركة والتعاون الأكاديمي. كلاهما أيضا أحب المعادن الثقيلة. على كأس من البيرة ، أطلقوا شراكة علمية وفتحوا صفحة جديدة في تاريخ البحث الأثري.
الشبكة العصبية التلافيفية (سي إن إن) مثالية لتحليل الصور الفوتوغرافية والصور الأخرى. ترى CNN الصورة كشبكة من البكسل. تبدأ الشبكة العصبية ، التي صممها Pablo Crespo ، بتعيين تصنيف لكل بكسل بناءً على لونه - إلى أي مدى هو أحمر أو أخضر أو أزرق. بعد تقييم كل بكسل وفقًا للعديد من المعلمات الإضافية ، تبدأ الشبكة في تحليل مجموعات صغيرة من وحدات البكسل ، ثم المجموعات الأكبر ، بحثًا عن تطابق مع البيانات التي تم تدريبها على اكتشافها.
عمل الباحثان في أوقات فراغهما على تحليل 1212 صورة قمر صناعي عبر شبكة لعدة أشهر ، بحثًا عن مقابر حجرية مستديرة. كان الجزء الصعب هو عدم الخلط بينها وبين الأشياء الدائرية الأخرى مثل أكوام الحطام وبرك الري.
في البداية ، عملوا مع صور تبلغ مساحتها حوالي 2000 كيلومتر مربع. استخدموا ثلاثة أرباع الصور لتعليم الشبكة كيف يبدو قبر محشوش وتصحيحه عندما يفوت القبر أو يختار أشياء أخرى كدفن. ترك العلماء باقي الصور لفحص النظام. ونتيجة لذلك ، حددت الشبكة المقابر بشكل صحيح في 98٪ من الحالات.
قال الدكتور كريسبو إن إنشاء الشبكة لم يكن صعبًا. لقد نشرها في أقل من شهر باستخدام Python دون أي تكلفة إضافية. ما لم تكن ، بالطبع ، لا تحسب البيرة التي اشتريتها وشربتها هذا الشهر. يأمل د. كاسباري أن تساعد سي إن إن علماء الآثار في العثور على مقابر جديدة حتى يمكن حمايتها من صائدي الكنوز.
تساعد الشبكات العصبية التلافيفية في أتمتة المهام العلمية التي تتضمن إجراءات متكررة بلا حدود ، والتي عادة ما تُلقى باللوم على طلاب الدراسات العليا. يفتح الذكاء الاصطناعي نوافذ جديدة على الماضي. وهكذا ، تعلمت الشبكات تصنيف شظايا السيراميك ، واكتشاف السفن الغارقة من صور السونار ، والعثور على عظام بشرية تُباع في السوق السوداء على الإنترنت.
قال بابلو كريسبو ، وهو الآن زميل أول في Etsy: "مع مثل هذه التكنولوجيا ، تقدم لنا Netflix توصيات بشأن الأفلام ". - لماذا لا نستخدمه لشيء مثل الحفاظ على التاريخ البشري "؟
يقوم جابرييل جاتيلا وفرانشيسكا أنيشيني ، عالما الآثار بجامعة بيزا بإيطاليا ، بالتنقيب في منطقة من الآثار الرومانية ، مما يستلزم تحليل آلاف القطع الفخارية المكسورة. في الثقافة الرومانية ، كانت جميع أنواع الأواني تقريبًا ، بما في ذلك أواني الطهي والأمفورات المستخدمة لنقل البضائع عبر البحر الأبيض المتوسط ، مصنوعة من الطين. لذلك ، فإن تحليل الفخار مهم لفهم حياة الرومان القدماء.
التحدي هو مقارنة قطع الفخار بالصور الموجودة في الكتالوجات المطبوعة. يقدر الدكتور جاتيجليا والدكتور أنيشيني أن 20٪ فقط من وقتهم يقضون في الحفريات. ينفق الباقي على تحليل الفخار - وظيفة لا يتقاضون أجراً مقابلها. قال الدكتور جاتيجليا:
"لطالما حلمنا بنوع من الأدوات السحرية للتعرف على الفخار أثناء التنقيب ."
نتج عن هذا الحلم مشروع ArchAIDE ، وهو حل رقمي سيسمح لعلماء الآثار بتصوير السيراميك المكتشف في الحقل والتعرف عليه باستخدام الشبكات العصبية. المشروع ، الذي حصل على تمويل من مشروع Horizon 2020 ، يضم الآن باحثين من جميع أنحاء أوروبا ، بالإضافة إلى مجموعة من علماء الكمبيوتر من جامعة تل أبيب في إسرائيل ، الذين طوروا الشبكة العصبية.
تضمن المشروع رقمنة كتالوجات ورقية وتدريب شبكة عصبية للتعرف على أنواع مختلفة من الأواني الخزفية بناءً على هذه الصور. تم تدريب الشبكة الثانية للتعرف على ملامح قطع الفخار. حتى الآن ، لا يمكن لـ ArchAIDE تحديد سوى عدد قليل من الأنواع المحددة من السيراميك ، ولكن مع نمو قاعدة البيانات ، من المتوقع أن تنمو قدرات الشبكة العصبية.
قال الدكتور أنيشيني: "أحلم بكتالوج لجميع أنواع السيراميك ". " لكن يبدو أنها ليست وظيفة حياة واحدة."
يعد توفير الوقت أحد أكبر فوائد الشبكات العصبية. في علم الآثار تحت الماء ، الوقت مكلف ، ولا يمكن للغواصين المستكشفين قضاء الكثير من الوقت تحت الماء دون المخاطرة بصحتهم. يحل كريس كلارك ، المهندس في كلية هارفي مود في كليرمونت ، كاليفورنيا ، كلتا المشكلتين باستخدام روبوت لمسح قاع البحر ثم يستخدم شبكة عصبية لمعالجة الصور. في السنوات الأخيرة ، عمل مع تيمي جامبين ، عالم آثار في جامعة مالطا ، لدراسة قاع البحر الأبيض المتوسط حول جزيرة مالطا.
لم تكن البداية سهلة: خلال إحدى "السباحة" الأولى اصطدم الروبوت بموقع حطام سفينة ، وكان على العلماء إرسال غواص بعد ذلك. بعد هذا الفائض ، أصبح كل شيء أفضل. في عام 2017 ، حددت شبكة عصبية ما تبين أنه حطام قاذفة قنابل من الحرب العالمية الثانية. يعمل كل من الدكتور كلارك والدكتور جامبين حاليًا على حل مشكلة أخرى ، لكنهما لا تريدان الكشف عن التفاصيل بعد.
يستخدم شون جراهام ، أستاذ العلوم الإنسانية الرقمية في جامعة كارلتون في أوتاوا ، شبكة عصبية تسمى Inception 3.0. تساعد شبكة CNN ، التي طورتها Google ، الأشخاص في البحث من خلال الصور على الإنترنت عن إعلانات لشراء أو بيع عظام بشرية. لدى الولايات المتحدة والعديد من الدول الأخرى قوانين تتطلب إعادة العظام البشرية في مجموعات المتحف إلى أحفاد "أصحاب" العظام. لكن هناك من يخالف هذا القانون. قال الدكتور جراهام إنه عثر حتى على مقاطع فيديو على الإنترنت لأشخاص يحفرون قبورًا لإطعام السوق السوداء.
لقد أجرى بعض التغييرات على شبكة Inception 3.0 حتى تتمكن من التعرف على صور العظام البشرية. تم تدريب النظام بالفعل على التعرف على الأشياء في ملايين الصور ، ولكن لم يكن أي من هذه الأشياء عظامًا. منذ ذلك الحين ، درب شبكته العصبية على أكثر من 80.000 صورة لعظام بشرية. يعمل العالم الآن مع منظمة تسمى مكافحة الجريمة على الإنترنت ، والتي تستخدم الشبكات العصبية لتتبع الصور المرتبطة بتجارة العاج غير المشروعة والعبودية الجنسية.
يعتقد العالم كريسبو وكاسباري أن العلوم الاجتماعية والإنسانية ستستفيد فقط من إدخال تكنولوجيا المعلومات. شبكتهم العصبية التلافيفية سهلة الاستخدام ومتاحة للتعديل وفقًا لأهداف البحث. في النهاية ، كما يقولون ، يتلخص التقدم العلمي في شيئين. يقول جينو كاسباري:
"تحدث الاكتشافات الجديدة عند تقاطع ما تم تعلمه بالفعل ". يختتم زميله الدكتور كريسبو "من وقت لآخر ، لا تحرم نفسك من تناول الجعة مع أحد الجيران ".
