Пізнавальне

Вчені з Японії використовували глибоке навчання ШІ виявлення нових геогліфів на посушливій перуанській прибережній рівнині, у північній частині перуанської пампи Наска.

Фото: Університет Ямагата / IBM Japan

Дослідження, опубліковане в Journal of Archaeological Science, проводиться з 2004 року командою з Університету Ямагату під керівництвом професора Макато Сакаї. Університет Ямагата проводить дослідження поширення геогліфів з використанням супутникових зображень, аерофотозйомки, бортового сканування LiDAR та фотографії з безпілотників для дослідження великої території Наска Пампа, що охоплює понад 390 км2.

Вважається, що лінії Наска були створені протягом століть, починаючи приблизно зі 100 р. до н.е., народом Наска, який проживає в сучасному Перу. Вперше вони були детально вивчені в 1940-х роках, і до того часу, коли вони були внесені до списку Світової спадщини ЮНЕСКО в 1994 році, було ідентифіковано близько 30. Вони напрочуд добре збереглися, враховуючи їхній вік, чому сприяє сухий клімат пустелі та вітри , які змітають пісок, але їх приховують повені та діяльність людини.

Археологи виявили в пустелі 142 нових малюнка протягом десяти років, ідентифікуючи їх вручну за допомогою аерофотозйомки та зйомки на місці. Потім у співпраці з дослідниками з IBM Japan вони використовували машинне навчання для пошуку даних проектів, які були втрачені в попередніх дослідженнях.

Геогліфи можна розділити на три основні типи: фігуративні, геометричні та лінійні. "Лінійні образні геогліфи" були зроблені шляхом видалення чорних каменів за лінійним малюнком, оголюючи під ними білий пісок. "Образні геогліфи рельєфного типу" часто розташовуються на схилах і є поєднанням поверхонь з чорного каменю і білого піску.

Щоб створити ретельну зйомку місцевості в 2016 році, дослідники використовували аерофотозйомку з наземною роздільною здатністю 0,1 м на піксель. Команда визначила безліч геогліфів з часом, але оскільки процес займає багато часу, вони звернулися до глибокого навчання ШІ, щоб аналізувати зображення набагато швидше.

Дослідження показало відкриття чотирьох нових геогліфів Наска з використанням цього нового методу шляхом розробки підходу до маркування навчальних даних, що ідентифікує аналогічну часткову закономірність між відомими та новими геогліфами.

Чотири нові геогліфи зображають гуманоїдну фігуру, пару ніг, рибу та птицю. Гуманоїдний геогліф тримає палицю у правій руці і має довжину 5 метрів. Геогліф риби з широко відкритим ротом має довжину 19 метрів, геогліф птиці – 17 метрів, а пара ніг – 78 метрів.

"Ми розробили конвеєр глибокого навчання, який вирішує проблеми, які часто виникають у задачі виявлення об'єктів археологічних зображень", — пишуть автори дослідження. Наш метод дозволяє виявляти раніше недосяжні цілі, дозволяючи DL вивчати уявлення зображень з кращим узагальненням та продуктивністю. Крім того, прискорюючи процес дослідження, наш підхід просуває археологію, вводячи нову парадигму, яка поєднує в собі польові дослідження та ШІ, що призводить до більш ефективних та дієвих розслідувань.

Ці результати є ще однією ілюстрацією того, як машинне навчання може бути корисним для вчених, особливо при вирішенні завдань, пов'язаних зі значними наборами даних. Як і людей, алгоритми можна навчити просівати певні типи даних у пошуках закономірностей та аномалій. Хоча створення цих інструментів може бути складним завданням, після навчання такі алгоритми невтомні та послідовні.