ИИ помог найти новые геоглифы в пустыне Наска

  

6 Октябрь 2024 | Наука

Время на прочтение: 4 минут(ы)

Археологи, работающие в Перу, с помощью искусственного интеллекта, обнаружили 303 новых гигантских символа в пустыне Наска. Новые геоглифы включали как изображения природы — птицы, растения, пауки, так и человекоподобные фигуры.

Согласно исследованию, опубликованному в понедельник в журнале PNAS, это открытие практически удваивает число известных геоглифов Наска — таинственных рисунков, образованных в земле камнями или гравием, возраст которых составляет около 2000 лет. Находки исследователей также проливают некоторый свет на загадочное назначение символов.

Расположенные в 50 километрах от южного побережья Перу, огромные символы были найдены в пустыне в начале 20-го века. Геоглифы пережили века благодаря тому, что этот сухой пустынный регион малонаселен, не подвержен наводнениям и непригоден для выращивания сельскохозяйственных культур.

В последние годы количество новых находок увеличилось благодаря использованию дронов и спутников, и в период с 2000 по 2020 год ежегодно находили в среднем 19 геоглифов. Однако использование искусственного интеллекта для поиска значительно ускорило темпы и, в более широком смысле, обещает “революцию в археологических открытиях”, говорится в исследовании.

Группа ученых под руководством Масато Сакаи, профессора археологии из Японского университета Ямагата, сделала последнее открытие в области геоглифов, обучив ИИ-модель на изображениях уже известных геоглифов, нанесенных на карту по состоянию на 2020 год. В состав команды входили сотрудники из исследовательского центра IBM Thomas J. Watson в Йорктаун-Хайтс, Нью-Йорк.

Их главной проблемой было ограниченное количество изображений. Как правило, подобные модели обучаются с использованием десятков тысяч изображений.

Сужение области поиска новых геоглифов

Команда решила сосредоточиться на более мелком и образном из двух типов символов, обнаруженных в пустыне. Фигуративные геоглифы обычно имеют длину около 9 метров, и их труднее идентифицировать, чем более крупные линейные геоглифы, длина которых составляет 90 метров, и поэтому их легче обнаружить во время аэрофотосъемки.

Модель искусственного интеллекта была далеко не идеальной. В ней предлагалось более 47 000 потенциальных объектов в пустынном регионе, площадь которого составляет 629 квадратных километров.

Команда проанализировала и ранжировала области, предложенные ИИ, выявив 1309 «кандидатов с высоким потенциалом”. На каждые 36 предложений, сделанных с помощью модели искусственного интеллекта, исследователи выделили “одного многообещающего кандидата”.

Тем не менее, авторы исследования отметили, что использование искусственного интеллекта “изменило правила игры” с точки зрения сокращения объема работ, необходимых для сужения области поиска. Согласно исследованию, это позволило “переключить внимание на ценную, целенаправленную полевую работу Наска”.

В период с сентября 2022 по февраль 2023 года команда проверила точность своей модели в пустыне, обследовав многообещающие места пешком и с помощью беспилотных летательных аппаратов, и в конечном итоге нашла 303 новых фигуративных геоглифа.

Из сообщения руководителя группы исследователей:

Что касается геоглифов в плохом состоянии, мы изучаем их с помощью подробных полевых исследований.

Из 303 недавно обнаруженных фигуративных геоглифов 178 были предложены моделью, а 125 были найдены случайно, при обследовании ошибочных вариантов. Из них 66 были обнаружены как часть скопления геоглифов, обнаруженного ИИ, а 59 были обнаружены в ходе полевых работ без какой-либо помощи модели искусственного интеллекта.

В течение сезона полевых работ, описанного в исследовании, команда не смогла осмотреть все 968 многообещающих кандидатов. Учитывая первоначальную успешность, основанных на модели искусственного интеллекта, по оценкам исследования, можно было бы обнаружить по меньшей мере 248 дополнительных фигуративных геоглифов.

«Удивительно, что число известных геоглифов удвоилось, особенно учитывая ограниченность данных для обучения,» — говорит Амина Джамбаджанцан, исследователь и специалист по обработке данных из отдела археологии Института геоантропологии им. Макса Планка в Йене, Германия. Джамбаджанцан не участвовала в исследованиях Наски, но использует модель искусственного интеллекта для идентификации курганов в Монголии на основе спутниковых снимков.

По ее словам, ее собственная работа частично повторила работу команды Наска, и предложения, основанные на ИИ, часто приводили к дополнительным открытиям на местах.

Она также считает, что искусственный интеллект потенциально может внести огромный вклад в археологию, хотя модели еще не совсем точны:

Проблема в том, что археологи не знают, как построить модель машинного обучения, а специалисты по обработке данных, как правило, на самом деле вообще не интересуются археологией, потому что они могут получить гораздо больше денег в других сферах.

Расшифровка и предназначение символов Наска

До сих пор неизвестно, зачем люди Наска создавали эти символы. Основная гипотеза заключается в том, что они образовывали священное пространство, которое, возможно, было местом паломничества. Другие теории предполагают, что гигантские рисунки играли определенную роль в календарях, астрономии, ирригации. А возможно, это некие искусственные ориентиры для навигации. Т.е., судя по разбросу вариантов, ученые вообще не понимают для чего нужны геоглифы.

Анализ недавно обнаруженных символов, наряду с уже известными, выявил некоторые интересные тенденции.

Более крупные геоглифы линейного типа, легко видимые сверху, обычно изображают дикую природу — животных или растения, в то время как более мелкие геоглифы рельефного типа изображают людей или предметы, связанные с людьми, такие как человеческие жертвоприношения или одомашненные ламы.

Исследование также более четко выявило сеть тропинок в пустыне, многие из которых были очень близки к геоглифам, но слишком «размыты».

Согласно исследованию, геоглифы меньшего размера были расположены вдоль древних извилистых троп, вероятно, проложенных по всей пустыне жителями Наска, которые рассматривали символы небольшими группами. Более крупные символы Наска были расположены рядом с сеткой прямых линий, квадратов и трапеций, выгравированных на земле.

Эти символы, вероятно, использовались для церемониальных мероприятий, возможно, в конце паломничества, и могли рассматриваться как спланированная общественная архитектура.

Авторы исследования добавили, что работа по расшифровке точного значения геоглифов продолжается.

Больше позитивных новостей науки
Ученые на пороге создания универсального противоядия от укусов змей

---

Источники:
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2407652121#sec-7
https://www.theguardian.com/world/2024/sep/26/nazca-lines-peru-new-geoglyphs