Niemal dwa tysiące lat po fatalnej w skutkach erupcji Wezuwiusza naukowcy wykorzystują sztuczną inteligencję, zaawansowane skanowanie i robotykę, by odzyskać ówczesne zapiski. A przecież kataklizm z 79 roku na zawsze zmienił losy Pompejów i Herkulanum. Gorące gazy, popiół i materiał wulkaniczny doprowadziły do zagłady miast, choć jednocześnie zakonserwowały część ich dziedzictwa.
W 1750 roku, podczas wykopalisk w Herkulanum, archeolodzy odkryli w Willi Papirusów kolekcję ponad tysiąca starożytnych zwojów. Ich zawartość mogłaby być bezcennym źródłem wiedzy o sztuce i codziennym życiu Rzymian, lecz erupcja Wezuwiusza zwęgliła papirusy, pozostawiając je w postaci kruchych, ciemnych brył przypominających kawałki węgla.
Czytaj też: Archeolodzy zajrzeli do grobowca z Sakkary. Ich oczom ukazały się zagadkowe figurki
Próby tradycyjnego rozwijania takich dokumentów często kończyły się ich nieodwracalnym uszkodzeniem. Przez lata badacze musieli więc pogodzić się z myślą, że znaczna część zapisanej na nich wiedzy może pozostać niedostępna. Przełom przyniósł projekt Vesuvius Challenge, zainicjowany w 2023 roku. Jego celem było opracowanie metod cyfrowego rozwijania i odczytywania zwojów bez fizycznego naruszania ich struktury.
Proces rozpoczyna się od niezwykle dokładnego skanowania rentgenowskiego, wykonywanego z wykorzystaniem akceleratora cząstek. Uzyskane obrazy pozwalają stworzyć trójwymiarowy model wnętrza papirusu. Następnie specjalne algorytmy oddzielają od siebie poszczególne warstwy i cyfrowo je spłaszczają. Kolejny etap należy do sztucznej inteligencji. Modele uczenia maszynowego analizują mikroskopijne różnice w strukturze materiału, które mogą ujawniać miejsca pokryte atramentem. W ten sposób da się identyfikować litery niewidoczne gołym okiem.
Sztuczna inteligencja pomaga wykrywać zapisy, ale naukowcy wciąż muszą dołożyć swoje – interpretując uzyskane teksty. To konieczne, gdyż algorytmy mogą generować błędne wyniki, dlatego filolodzy i badacze starożytności muszą weryfikować odczytane fragmenty. Pierwsze znaczące rezultaty pojawiły się pod koniec 2023 roku, kiedy udało się odczytać 15 kolumn greckiego tekstu z jednego zwoju. Odkryty fragment stanowił jednak zaledwie około pięciu procent jego zawartości. Według szacunków badaczy podobną metodę można zastosować do ponad 400 kolejnych zwojów.
Dotychczas odczytane teksty dotyczą przede wszystkim filozofii epikurejskiej. Naukowcy liczą jednak, iż dalsze badania przyniosą również inne dzieła, być może takie, których treść nie zachowała się w żadnych znanych kopiach. Nie wiadomo też, czy wciąż nie czekają na odkrycie kolejne zbiory ukryte w Willi Papirusów. Sztuczna inteligencja pomaga również w rekonstrukcji zabytków, które przetrwały erupcję Wezuwiusza, ale jednocześnie uległy uszkodzeniu w kolejnych latach. Jednym z wzorcowych przykładów jest dekorowany freskami sufit Domu Malarzy przy Pracy w Pompejach. Dzieło przetrwało katastrofę wulkaniczną, lecz uległo zniszczeniu podczas bombardowań w czasie II wojny światowej.
Zachowało się ponad 10 tysięcy fragmentów, z których część będzie bardzo trudno dopasować, a inne prawdopodobnie zaginęły bezpowrotnie. Z pomocą przychodzi europejski projekt RePAIR, łączący sztuczną inteligencję, obrazowanie i robotykę. W jego ramach badacze tworzą trójwymiarowe modele fragmentów, a następnie wykorzystują algorytmy do ustalania ich prawdopodobnego położenia. System nie ogranicza się do porównywania kształtów i kolorów. Analizuje również ciągłość linii, wzorów i kompozycji, próbując odtworzyć sposób, w jaki poszczególne części tworzyły pierwotną całość.
Czytaj też:Wojowniczka z gigantycznym toporem. Uczeni odkryli niezwykłą zawartość jej pochówku
Dodatkowych informacji dostarcza obrazowanie hiperspektralne, które rejestruje dane z zakresów fal niewidocznych dla ludzkiego oka. Dzięki temu możliwe jest wykrywanie śladów zdegradowanych pigmentów i szczegółów, które z czasem stały się trudne do rozpoznania. Po przygotowaniu cyfrowej rekonstrukcji do pracy może przystąpić robot wyposażony w mechaniczne ramiona. Jego zadaniem jest fizyczne układanie fragmentów zgodnie z propozycją opracowaną przez algorytmy. Technologia nie działa jeszcze całkowicie samodzielnie, a eksperci muszą kontrolować i korygować wyniki. Mimo to w ramach projektu udało się już zrekonstruować kilka części fresku.
I choć Pompeje oraz Herkulanum poszły na pierwszy ogień (przypadkowa gra słów!) to bez wątpienia podobną strategię będzie można zastosować także w przypadku innych stanowisk. W grę wchodzi odtwarzanie mozaik, malowideł i innych zabytków przechowywanych w muzealnych magazynach. W wielu przypadkach liczba fragmentów i stopień ich uszkodzenia sprawiają, że ręczna rekonstrukcja jest niezwykle trudna, czasochłonna, a czasem wręcz niemożliwa. Największe znaczenie może mieć jednak odzyskanie tekstów, które nie przetrwały w żadnej innej formie. Każdy odczytany fragment papirusu to potencjalnie nowe informacje o kulturze i wiedzy starożytnych mieszkańców basenu Morza Śródziemnego.
Źródło:BBC Science Focus