Группа ученых разработала подход, который позволяет изучать археологические объекты еще до начала раскопок, применяя алгоритмы машинного обучения и математическое моделирование. Благодаря этому инновационному комплексу удалось создать цифровые репрезентации древних поселений и захоронений, скрытых под поверхностью Южного Зауралья. Данная технология открывает возможности не только для выявления ранее неизвестных культурных памятников, но и для их защиты от разрушений в процессе проведения земляных работ. Рассмотрим, каким образом современные цифровые инструменты помогают сохранить наследие прошлого.
В Южном Зауралье насчитывается примерно две тысячи археологических памятников, созданных людьми в течение более чем ста тысяч лет. Особое значение для изучения этого региона представляет эпоха бронзы, охватывающая конец третьего и второе тысячелетия до нашей эры. В этот период здесь возникло общество древних металлургов и скотоводов, общавшихся на одном из индоевропейских языков.
Начиная с конца XX века, в археологии широко применяют методы удалённого зондирования, такие как спутниковая и аэрофотосъёмка, а также геофизические исследования. Одним из эффективных инструментов является магнитометрия — способ обнаружения локальных изменений магнитного поля, который помогает выявлять подземные сооружения, включая фундаменты домов, рвы, стены и погребальные камеры. Благодаря таким технологиям в последние годы археологи смогли обнаружить на территории Челябинской области несколько новых укреплённых поселений, относящихся к северной и центральной частям так называемой «Страны городов». Тем не менее, традиционный ручной разбор аэрофотоснимков и данных геофизики остаётся крайне трудоёмким и может занимать значительное время, что подчёркивает важность внедрения современных информационных технологий для ускорения и повышения точности анализа.
Для изучения внутренней структуры и выявления новых археологических объектов специалисты использовали разнообразные методики в различных сочетаниях. Ключевым инструментом стала цифровая 2D-модель рельефа, созданная на основе спутниковых снимков, аэрофотосъемки, данных тахеометрии и электроразведки. Благодаря ей стало возможным исследовать поселение Степное — место, где традиционные магнитные методы оказались малоэффективными из-за природных геофизических особенностей.
Авторы применили специально разработанную нейросеть для анализа двумерной модели рельефа древних поселений, что позволило с высокой точностью определить их границы и подготовить данные для последующих исследований.
— Наша цель — интегрировать методы картографирования, геофизических исследований и машинного обучения, чтобы эффективно сохранять мировое археологическое и культурное наследие. Разработанная нами система дистанционного и неразрушающего анализа подходит для использования на различных территориях. В будущем мы планируем исследовать с её помощью археологические памятники бронзового века в Северном Синьцзяне (Китай), поскольку они обладают сходными ландшафтными особенностями и характерными визуальными и цифровыми признаками, — отметил доктор технических наук Александр, руководитель лаборатории «Интеллектуальные информационные технологии и системы» Челябинского государственного университета.
Применение ИИ в археологии
Отдельные структуры археологических памятников исследователи изучили на их детальных цифровых 3D-копиях. Чтобы их сформировать, ученые применили электроразведку, а также построили объемные модели ландшафта при помощи аэрофотосъемки и лазерного сканирования с воздуха. 3D-модели проанализировали с помощью нейросети. Искусственный интеллект с точностью до 96% определил на карте поселения оборонительные укрепления, рвы, жилища и некоторые типы могильников. Однако точность распознавания таких объектов, как следы колодцев и входы в поселения, составила менее 40%, чего недостаточно для определения структуры памятника без участия человека.
Современные методы машинного обучения открыли новые горизонты в изучении памятников бронзового века. В частности, на территории поселения Верхнеуральское ученые обнаружили следы построек, относящихся к разным эпохам. Помимо уже известного прямоугольного укреплённого поселения, исследователи выявили более древние овальные оборонительные сооружения. Кроме того, в центральной и восточной частях памятника были выявлены остатки зданий неукреплённого поселения, которое появилось позже, в позднем бронзовом веке, на месте прежних разрушенных построек.
Ранее учёным было очень сложно отделить археологические объекты от современных сооружений и упорядочить накопленные данные, отметил в интервью Антон Аверьянов, генеральный директор группы компаний ST IT и специалист в области TechNet НТИ. Часто археологические реликвии не оставляют заметных следов на поверхности, поэтому для их обнаружения применяют методы электроразведки и изучение состава почвы.
Антон подчеркнул, что искусственный интеллект особенно эффективно используется в археологии. Благодаря способности анализировать огромные массивы информации, ИИ помогает выявлять закономерности и с высокой степенью вероятности прогнозировать места расположения древних культур.
ИИ уже демонстрирует свою выдающуюся результативность в разных уголках планеты. Например, в Перу за считанные месяцы с помощью алгоритмов удалось обнаружить сотни геоглифов Наска — задача, которая при традиционном подходе заняла бы множество лет кропотливой ручной работы. В Португалии искусственный интеллект применяют для точного выявления бронзовых курганов на спутниковых изображениях, что значительно уменьшает необходимость в предварительных раскопках. На Мадагаскаре, используя сочетание ИИ и технологии LiDAR, специалисты оперативно проводят обширные сканирования территорий, помогая защитить памятники от эрозии и незаконной вырубки деревьев, отметил эксперт по искусственному интеллекту из «Университета 2035» Ярослав Селиверстов.
Он подчеркнул, что для уязвимых культурных объектов Зауралья подобные технологии — не просто новшество, а жизненно важный инструмент сохранения исторического наследия, который позволит будущим поколениям продолжать исследования. По словам Селиверстова, искусственный интеллект не заменит профессиональных археологов, но выступит как мощная цифровая поддержка в их работе.
В издании Russian Journal of Earth Sciences были представлены данные, полученные в рамках проекта, финансируемого Российским научным фондом (РНФ). Эти научные результаты стали возможны благодаря поддержке гранта РНФ.
Подпишитесь! Будет много интересного.
Гарант Памяти - изготовление памятников любой сложности. Доставка по России.
Теперь мы изготавливаем и устанавливаем памятники в Москве и МО
Каталоги на сайте https://мирпамяти.рф/