Pompeje, starobylé římské město pohřbené během ničivé erupce Vesuvu v roce 79 n.l., zanechalo mnoho svých obyvatel pod lávou, popelem a troskami, což vyvolává otázky archeologie po mnoho století. Mezi jeho klenoty patří úchvatné nástěnné malby, které zdobily stropy a stěny domů, chrámů a veřejných prostor.
Avšak mnohé z těchto nástěnných maleb byly během erupce poškozeny a později také při spojeneckých bombardováních během druhé světové války. Tyto události, spolu s nevyhnutelným plynutím času, zanechaly tisíce fragmentů umístěných do krabic bez jakéhokoli zřejmého uspořádání, jako části velmi složitého puzzle, pro které neexistuje žádný referenční obraz. Jak tedy znovu poskládat tyto tisíce let staré fresky?
S pomocí robotiky a umělé inteligence
Aby se odpovědělo na tuto otázku a vyřešilo toto mysteriózní puzzle starobylého římského města, vznikl projekt RePAIR (akronym pro Rekonstrukce minulosti: Umělá inteligence a robotika se setkávají s kulturním dědictvím). Od roku 2021 tento evropský projekt pracuje na vývoji technologického řešení pro jednu z nejfrustrujících a nejpomalejších činností v archeologické restauraci.
Koordinovaný Benátskou univerzitou Ca’ Foscari ve spolupráci s Italským technologickým institutem, Archeologickým parkem Pompeje a univerzitami z Izraele, Portugalska a Německa, projekt spojil umělou inteligenci, počítačové vidění a pokročilou robotiku s cílem dosáhnout toho, co bylo dříve považováno za nemožné: aby stroj zrekonstruoval starobylé fresky Pompejí.
“Po čtyřech letech práce projekt RePAIR dospěl k závěru. Představuje prvotní pionýrský krok směrem k ambicióznímu cíli: eliminovat jednu z nejpracnějších a nejfrustrujících činností archeologického výzkumu, čímž umožní kanalizaci cenné energie a zkušeností do přísně vědeckých a kreativních činností,” vysvětluje Marcello Pelillo, profesor na Benátské univerzitě a koordinátor projektu.
Technologie ve službách historie
Robotický systém, instalovaný v Casina Rustica, restaurátorském (a adaptovaném) objektu uvnitř Archeologického parku Pompeje, obsahuje dvě mechanické paže vybavené flexibilními rukojetěmi a vysokopřesnými vizuálními senzory. Tyto „měkké ruce“ jsou schopny držet křehké fragmenty fresky, aniž by je poškodily, zatímco kamery analyzují vzory, barvy a textury, které jsou pro lidské oko neviditelné.
Díky algoritmům strojového učení je robot RePAIR schopen zkoumat tisíce 3D digitalizovaných fragmentů, z nichž v této fázi jich je přibližně 2 000, a navrhovat pravděpodobné kombinace, které jsou poté validovány lidskými restaurátory. Zkušenosti archeologů, jako je Michel E. Fuchs, vedoucí projektu, umožňují validaci návrhů sestavení generovaných umělou inteligencí, což zaručuje historickou věrnost rekonstrukcí. Robot musí nejen najít shody mezi erodovanými či neúplnými kusy, ale také určit jejich možný původ, neboť mnohé pocházejí z různých kontextů a byly náhodně smíchány ve skladech.
Jaké puzzly robot řeší?
Během této první fáze jsou dvěma freskami, které se obnovují, fresky stropu v Domě malířů, které byly poškozeny erupcí Vesuvu a rozprášeny bombardováním v roce 1943, a fresky Schola Armaturarum, které sloužila jako škola trénující gladiátory a pro boj se zbraněmi, jež se zřítila v roce 2010. Obě tyto skupiny, považované za poklady římského umění, ležely ve fragmentárním stavu a bez moderní technologické nástroje by jejich rekonstrukce byla nemožná.
Tento robot nemá za cíl nahradit lidské odborníky, ale doplnit jejich práci. Skutečné konečné sestavení kusů zůstane na zkušenostech expertů z Pompejského parku. Kromě toho, ačkoli projekt RePAIR byl původně určen pro Pompeje, jeho technologie by mohla být aplikována na archeologické naleziště po celém světě.
Podle ředitele Archeologického parku Gabriela Zuchtriegela: “Archeologie budoucnosti se nejvíce bude spoléhat na etické a přísné využívání umělé inteligence. Je to velká výzva, ale žádný člověk by to nedokázal sám. A právě zde bude mít umělá inteligence klíčovou roli v archeologii budoucnosti.”
