AI помага на учените да разчетат „нечетими“ свитъци от Херкулан

Трима млади учени спечелиха голямата награда в Предизвикателството “Везувий” за дешифриране на пасажи от преди това нечетлив свитък от Херкулан, пише Deutsche Welle.

Над 1000 свитъка са били затрупани и покрити с вулканични отломки, когато Везувий изригва преди около 2000 години. Те са били в римска вила в древния граф Херкулан и са открити през 1800 г. от местен фермер.

Много хора са се опитвали да разчетат древните папирусни свитъци оттогава до днес, но повечето опити са довели до унищожаване на документите, които са били под земята навити, овъглени и крехки, в продължение на векове.

Победителите – Юсуф Надери, Люк Фаритор и Джулиан Шилингер – са се справили с това предизвикателство, като са усели да прочетат четири пасажа, без изобщо да развият свитъците.

Спечелването на предизвикателството

Те са използвали машинно обучение – форма на изкуствен интелект, за да разчетат древногръцкия текст. Надери, Фаритор и Шилингер независимо са допринесли за изпълнението на задачата, а сега споделят голямата награда от 700 хил. евро.

Целта е била да се дешифрират четири пасажа от текст, всеки от най-малко 140 знака, като най-малко 85% от знаците могат да бъдат „възстановими“, или четими.

Работата им е разкрила това, за което се смята, че са неизвестни текстове на Филодемус, т.нар. философ в резиденцията.

В текста Филодемус пише за добър живот чрез удоволствия от красотата, музиката и храната. Изследователите казват, че това и бъдещите открития в текстовете ще им дадат „уникален прозорец към класическия свят“.

Как учените са използвали изкуствен интелект за дешифриране на свитъците?

Свитъците са били дигитално „развити“ с помощта на компютърна томография (направа на рентгенови снимки) и технология за машинно обучение.

Първо в края на 2023 г. организаторите на наградата са заснели свитъците с ускорителя на частици Diamond Light Source близо до Оксфорд, Великобритания. Това е създало образи с висока разделителна способност.

След това сканираните файлове са превърнати в 3D визуализации от воксели. Вокселите са 3D пискели, подобни на градивните елементи, използвани във играта Minecraft.

Втората стъпка е била сегментацията. Те са проследили смачканите слоеве от навития папирус в 3D скенера. Това им е позволило да развият или изравнят изображенията.  

А третата стъпка е била откриването на мастило върху папируса. За целта е ползвано машинно обучение, за да се идентифицират областите с мастило върху притиснатите сегменти.

Оттук насетне моделът за машинно обучение не е знаел как да разпознава древногръцки букви, не е бил обучен на оптично разпознаване на знаци или други езикови модели.

Вместо това той просто открива петна от мастило в сканираните файлове и след това комбинира и реконструира всяко отделно петно, а където се появяват букви, там е имало написан текст.

Десетилетия работа най-сетне дават плод

Един от организаторите на наградата – Брент Сийлс от Университета на Кентъки, работи върху дешифрирането на свитъци от Херкулан от десетилетия. Сийлс е първият, използвал компютърна томография, но открива, че е трудно да се открие къде точно е мастилото.

Напредък се постига по-бързо, когато Сийлс, предприемачът от Силициевата долина Нат Фридман и инженерът Даниел Грос стартират състезанието през март 2023 г.

Само няколко месеца по-късно идва и пробивът. Физикът Кейси Хандмър забелязва напукана текстура в текста и я нарича пукнатина.

Един от победителите – Фаритор, студент и стажант в SpaceX, използва наблюдението на Хандмър, за да обучи модел за машинно обучение и да дешифрира първата древногръцка дума: ΠΟΡΦΥΡΑϹ, която означава лилаво.

До октомври Надер – египетски докторант в Берлин – успява да прочете няколко колони с текст.

Шилингер, швейцарски студент по роботика, който преди това е спечелил три награди за сегментиране, дава възможност за 3D картографирането на папирусните свитъци.

А през 2024 г. предстои и още. Следващото Предизвикателство „Везувий“ е да се прочете цяла творба или свитък до края на годината.