Uno strumento nei sogni dell’archeologo
Prendendo parte agli scavi, gli archeologi portano alla luce reperti in ceramica che contengono indizi vitali sul modo in cui vivevano le persone in epoche remote, come l’età romana. Selezionare con precisione tali frammenti di vasellame, tuttavia, può richiedere ore agli esperti. Il progetto dell’UE ArchAIDE ha fatto ricorso all’intelligenza artificiale per sviluppare un’applicazione in versione mobile e desktop in grado di individuare le ceramiche e la loro origine. «Attualmente, da una metà ai due terzi del tempo trascorso nella classificazione della ceramica potrebbe essere risparmiato», afferma Gabriele Gattiglia, l’archeologo dell’Università di Pisa che ha coordinato il progetto di sviluppo del software. L’utente fotografa il frammento ceramico che vuole individuare, regola l’immagine con uno strumento intuitivo e lo invia per la classificazione. Il sistema si avvale di un modello di riconoscimento basato sulle immagini e sulle decorazioni della ceramica o di un secondo modello basato sul riconoscimento della forma, che aiuta a individuare i tipi di ceramica, come il contenitore cui appartiene un frammento. In pochi secondi l’applicazione fornisce cinque soluzioni, ordinate secondo un punteggio basato sul livello di confidenza del sistema di classificazione nel restituire la soluzione corretta. L’utente può cliccare per visualizzare le informazioni sul tipo correlato, memorizzato nella banca dati di ArchAIDE. «In tal modo, è possibile verificare la precisione delle soluzioni fornite dal classificatore», spiega Gabriele Gattiglia.
Un sogno di lunga data
L’archeologo Gattiglia e la sua collega Francesca Anichini hanno elaborato l’idea dell’applicazione circa 10 anni fa lavorando negli scavi come archeologi professionisti, ma non avevano la competenza e i finanziamenti necessari al superamento delle difficoltà tecniche per svilupparla. Nel 2014, dopo aver riproposto l’idea insieme al ricercatore Roberto Scopigno del centro di ricerca italiano CNR-ISTI, il quale l’ha ritenuta valida, hanno chiesto un finanziamento all’UE. La svolta verso tale utilizzo dell’intelligenza artificiale è stata possibile grazie all’impressionante consorzio che ha riunito Germania, Spagna, Italia, Regno Unito e Israele. Gli archeologi hanno collaborato con ingegneri e tecnici per popolare la banca dati delle ceramiche, sviluppare le due reti neurali alla base del sistema e realizzare le applicazioni in versione mobile e desktop. Per addestrare la rete nell’individuazione corretta dei frammenti, gli sviluppatori hanno avuto bisogno di centinaia di migliaia di cocci di vasellame. Gli archeologi del progetto hanno trascorso mesi a perlustrare l’Europa alla ricerca dei frammenti, fotografandone quasi 25 000. Ingegnosamente, i ricercatori dell’Università di Tel Aviv e il CNR hanno elaborato un altro modo per acquisirne milioni di altri, creando modelli 3D di vasellame in ceramica da disegni 2D e scomponendoli artificialmente al fine di avere milioni di frammenti virtuali, per addestrare la rete neurale sul modo di riconoscere le forme della ceramica. I risultati del software sono impressionanti: tasso di precisione dell’83,8 % nelle prime cinque soluzioni per il sistema di riconoscimento in base all’aspetto e tasso del 62,8 % per il riconoscimento in base alla forma. I partner stanno ora ampliando la banca dati di ArchAIDE per rendere il sistema ancora più preciso e per accertarsi che diventi una risorsa di riferimento nella ricerca sulla ceramica attraverso i secoli. In seguito alla conclusione del progetto a maggio 2019, il laboratorio MAPPA, un’unità di ricerca dell’Università di Pisa, ha continuato a perseguire questo obbiettivo, aggiungendo nuovi cataloghi e attivando collaborazioni nazionali e internazionali con istituzioni e gruppi di ricerca in tutto il mondo per potenziare il sistema. «Le applicazioni ArchAIDE contengono attualmente solo alcune classi di ceramiche, ma il loro incremento rivoluzionerà davvero l’archeologia», conclude Maria Letizia Gualandi, ricercatrice principale del progetto.
Parole chiave
ArchAIDE, ceramica, frammenti di vasellame, scavi, classificazione, banca dati