Pompeï, de oude Romeinse stad die in 79 na Christus werd bedolven door de verwoestende uitbarsting van de Vesuvius, is eeuwenlang een archeologisch raadsel geweest. Duizenden inwoners werden onder lava, as en puin begraven, en de stad herbergt talloze schatten. Onder deze schatten bevinden zich de spectaculaire muurschilderingen die de plafonds en muren van huizen, tempels en openbare ruimtes sierden.
Leider veel van deze fresco’s beschadigd door de uitbarsting en later door de bombardementen tijdens de Tweede Wereldoorlog. Deze gebeurtenissen, samen met de onvermijdelijke tand des tijds, hebben geleid tot duizenden fragmenten die in dozen zijn opgeslagen, zonder enige zichtbare volgorde, alsof het stukjes zijn van een bijzonder ingewikkelde puzzel waarvan het plaatje ontbreekt. Hoe herstelt men deze duizenden jaren oude fresco’s?
Met de hulp van robotica en AI
Om deze vraag te beantwoorden en deze grote puzzel van de oude Romeinse stad op te lossen, werd het project RePAIR (Reconstructing the Past: Artificial Intelligence and Robotics Meet Cultural Heritage) geboren. Sinds 2021 werkt dit Europese project aan de ontwikkeling van een technologische oplossing voor een van de frustrerende en tijdrovende taken binnen de archeologische restauratie.
Coördineert door de Ca’ Foscari Universiteit in Venetië, in samenwerking met het Italiaans Instituut voor Technologie, het Archeologisch Park van Pompeï en verschillende universiteiten in Israël, Portugal en Duitsland, heeft het project kunstmatige intelligentie, computer vision en geavanceerde robotica gecombineerd om het ondenkbare te bereiken: een machine die de oude fresco’s van Pompeï kan reconstrueren.
“Na vier jaar werken, is het Europese project RePAIR ten einde gekomen. Het vertegenwoordigt een baanbrekende eerste stap naar een ambitieus doel: een van de meest arbeidsintensieve en frustrerende activiteiten binnen het archeologisch onderzoek elimineren, zodat waardevolle energie en ervaring kunnen worden ingezet voor meer strikt wetenschappelijke en creatieve activiteiten,” legt Marcello Pelillo, professor aan de Universiteit van Venetië en coördinator van het project, uit.
Technologie ten dienste van de geschiedenis
Het robotische systeem, geïnstalleerd in de Casina Rustica, een hersteld en aangepast gebouw binnen het Archeologisch Park van Pompeï, beschikt over twee mechanische armen met flexibele handen en hoge precisie camerasensoren. Deze “zachte handen” kunnen de fragiele fragmenten van fresco’s vasthouden zonder ze te beschadigen, terwijl de camera’s zich richten op het analyseren van patronen, kleuren en texturen die zelfs voor het menselijk oog niet zichtbaar zijn.
Dankzij algoritmen voor machine learning is de RePAIR-robot in staat om duizenden gedigitaliseerde fragmenten in 3D te onderzoeken – in deze eerste fase zo’n 2.000 – en stelt het waarschijnlijke combinaties voor die vervolgens door menselijke restauratoren worden gevalideerd. De ervaring van archeologen, zoals Michel E. Fuchs, de projectleider, stelt hen in staat om de assemblagevoorstellen die door de AI worden gegenereerd te valideren, zodat de historische nauwkeurigheid van de reconstructies verzekerd is. Het robot moet niet alleen overeenkomsten vinden tussen geërodeerde of incomplete stukken, maar ook hun mogelijke oorsprong bepalen, aangezien veel afkomstig zijn uit verschillende contexten en per ongeluk in de opslag zijn gemengd.
Wat voor puzzel lost de robot op?
Tijdens deze eerste fase zijn er twee fresco’s die opnieuw in elkaar moeten worden gezet: de fresco’s van het plafond van het Huis van de Schilderende Schilders, in de Ínsula van de Kastloze Minnaars, die door de uitbarsting van de Vesuvius zijn beschadigd en verwoest door de bombardementen van 1943, en de fresco’s van de Schola Armaturarum, een soort school waar gladiatoren en wapentraining plaatsvonden, die in 2010 is ingestort. Beide groepen, beschouwd als juwelen van de Romeinse kunst, lagen in fragmentarische staat en zouden zonder een geavanceerde technologische tool zoals deze onmogelijk te reconstrueren zijn.
Deze robot is niet bedoeld om menselijke professionals te vervangen, maar om hen aan te vullen. Het definitieve assemblage van de stukken zal dan ook handmatig gebeuren door experts van het park in Pompeï. En hoewel RePAIR oorspronkelijk bedoeld is als hulpmiddel voor Pompeï, kan de technologie zich uitbreiden naar archeologische sites over de hele wereld.
Volgens de directeur van het Archeologisch Park, Gabriel Zuchtriegel, “zal de archeologie van de toekomst gebruik maken van een ethische en rigoureuze benadering van kunstmatige intelligentie. Het is een grote uitdaging, maar geen mens kan dit alleen bereiken. Hier komt kunstmatige intelligentie in beeld, die een centrale rol zal spelen in de archeologie van de toekomst.”
