Inteligencia artificial para la mochila de Indiana Jones: permite catalogar en forma autónoma alfarería antigua

-Henry: El que encuentre el Grial ha de enfrentarse a una prueba final: tres obstáculos letales.

-Indy: ¿Y cuáles son? ¿Te los acordás?

-Henry: No, los anoté en mi diario para no tener que recordarlos, ¡pero lo dejé en Berlín!

-Indy: ¿Nos sigue medio ejército alemán y querés volver a Berlín? ¿A la boca del lobo?

-Henry: Sí, lo que importa es el Grial.

Fragmento del guión del film: “Indiana Jones y la última cruzada”

Por mucho que nos angustiemos al mirar por enésima vez esta escena de Indiana Jones y la última cruzada, en el 2021 Indy ya no necesitaría arriesgar la vida para recuperar el ajado diario de su padre en Berlín. Esto se debe a que muchas de las herramientas de un arqueólogo de 1938 han comenzado a digitalizarse. En mayo, un equipo verdaderamente interdisciplinario y transnacional que reunió a investigadores de la Universidad de Jaén en España, del CONICET en Argentina y del IBM Research África en Kenya, publicó en el Journal of Cultural Heritage un nuevo trabajo en esta dirección. El desarrollo consiste en un sistema informático basado en tecnologías de inteligencia artificial (IA), capaz de almacenar y catalogar de manera instantánea piezas de cerámica halladas en excavaciones arqueológicas.

Las vasijas que se encuentran en estos yacimientos adoptan diferentes estilos dependiendo de la época en la que fueron forjadas. Tradicionalmente, los arqueólogos y exploradores realizan un reconocimiento intuitivo de las piezas, valiéndose de formas idealizadas para determinar la categoría a la que pertenecen. Para complementar este análisis visual, en ocasiones, se recopila información que da cuenta de la geometría, como el alto, el ancho y el grosor de las piezas. “Al encontrar una vasija o un plato, establecer una categorización provee información que ayuda a determinar el período histórico en el que fue creado, el lugar de origen, así como también su funcionalidad e incluso el rango social al que pertenecía su dueño”, explica la argentina Celia Cintas, investigadora del Instituto IBM Research África, en Nairobi, Kenya.

Esta catalogación es una de las tareas más difíciles que deben realizar los arqueólogos durante sus exploraciones. Al igual que con las múltiples copias del cáliz en la escena final de La última cruzada, las piezas de alfarería presentan una gran diversidad de características que las diferencian unas de otras. A esta variedad de formas y diseños se le suman las imperfecciones propias de la fabricación manual, razón por la cual es imposible encontrar dos piezas que sean idénticas. “Son objetos únicos”, comenta Pablo Navarro, becario posdoctoral de CONICET en el Centro Nacional Patagónico y primer autor de la publicación. Como si esto fuera poco, tampoco existe un protocolo que estandarice este proceso, lo que resulta en clasificaciones parciales y difíciles de comparar entre distintos sitios arqueológicos.

La herramienta desarrollada automatiza el proceso de clasificación, utilizando los perfiles digitalizados de las piezas cerámicas. “El trabajo lo realizamos a partir de vasijas encontradas en los yacimientos ubicados en el valle alto del río Guadalquivir, en Andalucía, un territorio geográfico único por los diferentes pueblos de la antigüedad que lo han ocupado”, relata Cintas, y agrega: “Las vasijas fueron digitalizadas por los arqueólogos utilizando un protocolo y herramientas como una escuadra, lápiz y papel”. Una vez dibujado el perfil de la vasija, el proceso finaliza con la toma de una fotografía digital que el programa es capaz de procesar y clasificar con alta precisión de manera instantánea.

El sistema se apoya en el uso de redes neuronales, una tecnología del campo de la inteligencia artificial que permite seleccionar automáticamente características importantes en las imágenes y así poder clasificarlas. Pero no todo es soplar y hacer vasijas: para que estas redes funcionen, es necesario mostrarles una serie de ejemplos a partir de los cuales puedan aprender a realizar su tarea. Por este motivo, los arqueólogos capturaron y clasificaron manualmente más de 1200 piezas cerámicas que luego sirvieron a los investigadores informáticos para ajustar su modelo de clasificación. “Construimos estas redes neuronales que nos permiten analizar y visualizar, junto con los arqueólogos, la clasificación y distribución de las vasijas ibéricas”, puntualiza Navarro. El resultado es un mapa que agrupa las vasijas por categoría, a la vez que permite incorporar nuevas piezas provenientes de otras excavaciones.

Exploradores del siglo XXI

En las últimas décadas, existe una tendencia creciente que busca incorporar herramientas informáticas en la vida diaria del arqueólogo, a tal punto que las nuevas películas de Indiana Jones podrían ser catalogadas como de ciencia ficción. “Particularmente, en el trabajo de campo, utilizamos técnicas de reconstrucción 3D a partir de fotografías y modelos de elevación digital de localidades arqueológicas”, relata Carlos Belotti, investigador perteneciente al Instituto de las Culturas (UBA – CONICET) , y agrega: “También nos valemos de aplicaciones de diseño asistido por computadora (CAD) para generar planos y sistemas de información geográfica que nos permiten realizar reconstrucciones en base a puntos marcados en el terreno”.

Y si bien la frase pertenece a otra película, nunca hay que perder de vista que un gran poder conlleva una gran responsabilidad. La totalidad de los sistemas de IA son muy sensibles a los sesgos en los datos que se utilizan para entrenarlos, por lo que se requiere de mucha rigurosidad a la hora de compilar la información que los alimenta. Por este motivo, es clave que los desarrollos informáticos en arqueología estén conformados por expertos en ambas disciplinas. “Como cualquier otra aplicación basada en IA, estos sistemas necesitan cierta estandarización en la entrada (por ejemplo, fotos con características similares), etiquetado manual para entrenamiento, y grandes cantidades de datos para que los resultados sean significativos”, afirma Diego Fernández Slezak, director del Laboratorio de Inteligencia Artificial Aplicada (UBA – CONICET).

En Argentina, estas iniciativas están lideradas por el Programa de Arqueología Digital de la Universidad Nacional de Córdoba, el Proyecto ArqueoLab de la Facultad de Filosofía y Letras de la UBA y la Red de Arqueología Digital Argentina, que tienen como principal objetivo crear y difundir prácticas de digitalización, tanto para la preservación como para la comunicación de hallazgos arqueológicos. “La informática nos permite abordar datos nuevos y viejos de una manera novedosa, revelando patrones y permitiendo evaluar diferentes hipótesis. No es sólo una cuestión de aplicar una técnica. La colaboración y discusión entre disciplinas distintas ayuda a tener una mirada más rica sobre los problemas”, concluye Belotti.