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Archaeological Automatic Interpretation and Documentation of cEramics

Projektinformationen

ID Finanzhilfevereinbarung: 693548

Status

Abgeschlossenes Projekt

  • Startdatum

    1 Juni 2016

  • Enddatum

    31 Mai 2019

Finanziert unter:

H2020-EU.3.6.3.

  • Gesamtbudget:

    € 2 635 266,99

  • EU-Beitrag

    € 2 460 376,75

Koordiniert durch:

UNIVERSITA DI PISA

Deutsch DE

Das Werkzeug, von dem Archäologen immer geträumt haben

Keramikfragmente, die bei Ausgrabungen gefunden werden, zu klassifizieren, ist zeitaufwändig und teuer. Im EU-Projekt ArchAIDE wurde eine Software entwickelt, die die Stücke identifizieren und in einer Datenbank speichern kann.

DIGITALE WIRTSCHAFT

GESELLSCHAFT

© Dario Lo Presti, Shutterstock

Archäologenteams entdecken bei Ausgrabungen oft Keramikscherben, die wichtige Hinweise darüber enthalten, wie die Menschen in früheren Epochen gelebt haben, wie zum Beispiel zu Zeiten der Römer. Doch um diese Scherben zu identifizieren, brauchen sogar Fachleute Stunden. Im EU-Projekt ArchAIDE wurde mit künstlicher Intelligenz eine Anwendung für Smartphones und PC entwickelt, die Keramiken identifizieren und ihre Herkunft klären kann. „Die Hälfte oder sogar bis zu zwei Drittel der Zeit, die man jetzt noch für die Klassifizierung der Töpferwaren aufwendet, ließen sich einsparen“, sagt Gabriele Gattiglia, Archäologe an der Universität Pisa, der bei der Entwicklung der Software das Projekt koordinierte. Der Nutzer fotografiert das Stück Keramik, das er identifizieren möchte, passt das Bild mit einem nutzerfreundlichen Tool an und sendet es zur Klassifizierung ein. Das System nutzt entweder ein Erkennungsmodell auf Basis der Bilder und Verzierungen auf der Keramik oder ein zweites Modell, das anhand von Formerkennung auch Keramikarten identifizieren kann, also zum Beispiel, zu welchem Gefäß die Scherbe gehört hat. Innerhalb weniger Sekunden gibt die Anwendung fünf Antworten aus, sortiert nach einer Punktzahl, die beschreibt, wie sicher sich das Klassifizierungssystem bei der Antwort ist. Per Klick kann der Nutzer zur jeweiligen Keramikart mehr Informationen aus der Datenbank von ArchAIDE bekommen. „Somit lässt sich die Genauigkeit der ausgegebenen Antwort verifizieren“, erklärt Gattiglia.

Ein lang gehegter Traum

Gattiglia und seine Kollegin, die Archäologin Francesca Anichini, hatten schon vor etwa zehn Jahren diese Idee, als sie als professionelle Archäologen an Ausgrabungen teilnahmen, doch hatten sie weder die finanziellen Mittel noch das nötige Know-how, um die technischen Hürden der Entwicklung zu nehmen. Erst 2014 beantragten sie Finanzmittel der EU, nachdem sie die Idee dem Forscher Roberto Scopigno vom italienischen Forschungszentrum CNR ISTI vorgestellt hatten und er sie für realisierbar hielt. Dass künstliche Intelligenz in diesem Umfang eingesetzt werden konnte, gelang nur dank eines beeindruckenden Konsortiums aus Deutschland, Spanien, Italien, dem Vereinigten Königreich und Israel. Das Archäologenteam arbeitete mit Ingenieuren und Technikern zusammen und füllte die Keramikdatenbank, entwickelte zwei neuronale Netze als Kern des Systems und erstellte die Anwendungen für Smartphone und PC. Hunderttausende Beispielscherben waren nötig, um dem Netzwerk beizubringen, wie es die Scherben richtig identifiziert. Die Archäologengruppe des Projekts zog auf der Suche nach Beispielen monatelang durch Europa und fotografierte fast 25 000 Fragmente. Ein Geniestreich von Forschenden der Universität Tel Aviv und des CNR ermöglichte noch Millionen weiterer Beispiele: sie erstellten aus 2D-Zeichnungen 3D-Modelle von Keramikgefäßen und „zerbrachen“ sie digital, um mit diesen Millionen virtueller Fragmente das neuronale Netzwerk im Erkennen der Formen zu trainieren. Die ersten Ergebnisse der Software sind beeindruckend: beim Erkennungsmodell anhand des Aussehens war in 83,8 % der Fälle die richtige Antwort unter den fünf am höchsten platzierten Antworten des Algorithmus und bei der Formerkennung waren es 62,8 %. Die Partner erweitern die ArchAIDE-Datenbank gerade, um das System noch genauer arbeiten zu lassen und um es zu einem essenziellen Hilfsmittel bei der historischen Erforschung von Keramik zu machen. Zudem werden Papierkataloge digitalisiert und in der App zum Kauf angeboten. Die Erlöse werden zwischen den Partnern und den Urheberrechtsinhabern aufgeteilt. „Noch enthalten die Anwendungen von ArchAIDE nur wenige Keramikklassen, doch wenn die Datenbank weiter wächst, kann sie die Archäologie revolutionieren“, so Maria Letizia Gualandi, die Hauptforscherin des Projekts.

Schlüsselbegriffe

ArchAIDE, Keramik, Töpferwaren, Keramikscherben, Scherben, Ausgrabungen, klassifizieren, Klassifikation, Datenbank

Projektinformationen

ID Finanzhilfevereinbarung: 693548

Status

Abgeschlossenes Projekt

  • Startdatum

    1 Juni 2016

  • Enddatum

    31 Mai 2019

Finanziert unter:

H2020-EU.3.6.3.

  • Gesamtbudget:

    € 2 635 266,99

  • EU-Beitrag

    € 2 460 376,75

Koordiniert durch:

UNIVERSITA DI PISA