Cu ajutorul inteligentei artificiale, un cuvant grecesc antic colorat a fost descifrat dintr-un text deteriorat in eruptia Vezuviului din anul 79 d.Hr., marcand o piatra de hotar importanta in incercarea de secole de a descifra o biblioteca antica fara egal, presupusa a fi pierduta pentru totdeauna.
Acest cuvant, πορφύραc, care se refera la vopsea purpurie sau la hainele de culoare violet – o culoare strans asociata cu regalitatea si puterea – provine de la unul dintre faimoasele suluri din Herculaneum descoperite de muncitorii care sapau orasul antic Herculaneum de langa Pompei in 1752. Cele aproximativ 1.800 sulurile de papirus descoperite – despre care se crede ca contin lucrari literare si filozofice din secolele I si II i.Hr. – fusesera reduse la bulgari fragile si carbonizate de caldura si gazele eruptiei. Si acele suluri carbonizate pe care muncitorii nu le-au aruncat cu mai mult de 250 de ani in urma au ramas in mare parte de atunci in depozite, scrise ca curiozitati de necitit.
Evolutiile tehnologice din ultimele doua decenii i-au ajutat pe cercetatori sa se apropie de a fi capabili sa „citeasca” sulurile fragile. Dar doar accelerarea foarte recenta a inteligentei artificiale si a calculatoarelor au facut in sfarsit posibila inceperea dezvaluirii secretelor lor – toate fara a le deschide.
Cercetatorii sustinuti de investitorii din Silicon Valley au intensificat eforturile de decodare in aceasta primavara prin lansarea Vezuvius Challenge. Competitia globala ofera premii in bani pentru repere semnificative in atragerea textelor Herculaneum de mult pierdute din cojile lor carbonizate prin aplicarea tehnicilor de invatare automata la imaginile digitale ale suluri.
Provocarea a acordat astazi prima transa din premiul total de 1 milion de dolari doi concurenti — un student american si un absolvent egiptean din Germania — care au dezvaluit separat cel putin 10 litere dintr-o singura zona mica a unui sul intact, inclusiv colorat. si completeaza „πορφύραc”.
Odata cu aceasta realizare, oamenii de stiinta spun ca sunt acum cu un pas mai aproape de a putea citi pasaje intregi si, intr-o zi, suluri intregi care au fost considerate anterior de necitit.
„Stiam ca daca am putea citi doar unul [defilare], atunci toate celelalte ar fi disponibile cu aceeasi metoda sau cu o metoda augmentata”, spune Brent Seales, un informatician la Universitatea din Kentucky, care a incercat sa decodeze Herculaneum. defileaza in ultimii 20 de ani si conduce Initiativa de restaurare digitala a universitatii. „Si acesta este un moment important pentru ca acum ne dovedim nu doar noua insine, ci intregii comunitati globale ca sulurile sunt usor de citit.”
Citirea sulurilor Herculaneum, spune el, ne va ajuta sa ne conectam cu trecutul in moduri „uimitoare”.
„Acesti oameni erau oameni la fel ca noi”, adauga Seales. „Acestia erau intelectuali. Gandurile lor erau complexe. Spune ceva despre ce inseamna sa fii om sa poti citi un gand care a venit direct de la o singura persoana sau un grup de oameni cu atata timp in urma.”
O epoca „invaluita in mister”
De la mijlocul anilor 1700, oamenii au facut diverse incercari de a citi unele dintre sulurile mai putin deteriorate din Herculaneum. O metoda a implicat taierea sulurilor in jumatate si razuirea straturilor pe rand pentru a vedea textul din interior; un altul implica desfasurarea incet a sulurilor cu o masina special construita. Desi aceste eforturi din secolele al XVIII-lea si al XIX-lea au permis conservatorilor sa copieze unele dintre cuvintele din interior, adesea au deteriorat – sau, mai rau, au distrus total – multe dintre sulurile in acest proces.
Multe dintre sulurile deschise anterior dezvaluiau texte filozofice grecesti, inclusiv unele ale filozofilor Epicur si Filodim. Dar, in general, continutul sulurilor nedeschise este necunoscut – si asta face parte din ceea ce face ca cautarea de a le deschide atat de atragatoare. Pe deasupra, sulurile Herculaneum, descoperite intr-o vila apartinand probabil socrului lui Iulius Caesar, reprezinta cea mai mare biblioteca cunoscuta supravietuitoare din antichitatea clasica. Dezvaluirea textelor lor ar fi un avantaj pentru istorici si pentru intelegerea noastra colectiva a trecutului.
„Aproximativ 95 la suta din materialul din perioada clasica s-a pierdut, asa ca pur si simplu nu avem nimic si totusi stim ca a fost una dintre cele mai importante perioade filozofice ale umanitatii”, spune Seales. „Este o epoca invaluita in mister pentru care am pierdut cea mai mare parte a materialului.”
Intre 500 si 600 de suluri carbonizate din Herculaneum – pastrate in muzee, universitati si colectii nationale din Anglia, Franta si Italia – raman nedeschise, desi cifra exacta este greu de estimat, deoarece multe sunt fragmentate. Pergamentele sunt extrem de fragile, ceea ce inseamna ca derularea lor fizic nu este o optiune viabila. „Daca scapati unul, s-ar sparge ca sticla”, explica Seales.
Progresele tehnologice de la inceputul anilor 2000 i-au ajutat pe cercetatori sa depaseasca acest obstacol, inclusiv prin utilizarea scanarilor CT pentru a realiza imagini 3D ale sulurilor antice. De acolo, echipa Digital Restoration Initiative a dezvoltat un software care ar putea „desface virtual” imaginile 3D pentru a produce segmente aplatizate. Aceasta metoda le-a permis sa citeasca text ascuns anterior din sulul Ein Gedi, un sul carbonizat si fragmentat din Orientul Mijlociu datat in secolul al treilea sau al patrulea d.Hr.
Cand cercetatorii au incercat sa foloseasca aceasta metoda pentru a citi sulurile carbonizate de Vezuvius, totusi, au dat peste un alt blocaj. Cerneala folosita pe sulul Ein Gedi continea metal, ceea ce insemna ca literele erau vizibile pe scanarea CT. Slicele Herculaneum, in schimb, au fost scrise cu cerneala pe baza de carbon, ceea ce, pentru ochiul uman, face ca simbolurile sa nu se distinga de papirusul carbonizat de pe scanarile CT.
Nedescurajati, cercetatorii s-au intrebat daca scanarile cu rezolutie mai mare ale sulurilor produse de un accelerator de particule ar putea oferi o imagine si mai detaliata a papirusului carbonizat. Desigur, la rezolutii foarte mari, scanarile au scos la iveala zone vizibile in care cerneala a modificat usor forma si textura fibrelor de papirus. „Cerneala pe baza de carbon umple gaurile care sunt grila papirusului – le acopera si le face putin mai groase”, spune Seales.
Seales si colegii sai din Digital Restoration Initiative au dezvoltat si instruit apoi un model de invatare automata pentru a detecta aceste diferente subtile in suprafetele papirusului carbonizat. Dar pentru a duce proiectul mai departe, aveau nevoie de fiinte umane care sa le ajute. Aici intervine Provocarea Vezuvius. In speranta de a valorifica puterea colectiva a cetatenilor de stiinta din intreaga lume, Seales a facut echipa cu investitorii din Silicon Valley si a pus online datele, codul si metodele echipei sale pentru ca oricine sa le poata accesa. Pitch-ul provocarii? Dupa 275 de ani, puzzle-ul sulurilor Herculaneum a fost redus la o problema de software – una pe care oricine, oriunde cu acces la un computer, ar putea, teoretic, sa contribuie la rezolvarea.
In martie, echipa de provocare a lansat mii de imagini 3D cu doua suluri rulate, precum si un algoritm de invatare automata antrenat sa detecteze literele si simbolurile invizibile scrise pe straturile de papirus carbonizat. De asemenea, au oferit premii de 1 milion de dolari pentru a-i stimula pe participanti sa se bazeze pe tehnologia AI si, in cele din urma, sa accelereze descifrarea.
Doi concurenti au extras noul fragment de text separat: Luke Farritor, un student de 21 de ani la Universitatea din Nebraska-Lincoln, si Youssef Nader, un doctorand de 26 de ani la Freie Universitat Berlin. Deoarece Farritor a dezvaluit primul text, el castiga 40.000 de dolari, in timp ce Nader castiga 10.000 de dolari. Papirologii si-au autentificat, de asemenea, descoperirile.
Inca pe linie este marele premiu de 700.000 de dolari, care va merge la prima persoana sau echipa care poate dezvalui cel putin patru pasaje separate din cele doua suluri. Fiecare pasaj trebuie sa contina cel putin 140 de caractere de text continuu, cu cel mult 15% dintre caractere lipsa sau ilizibile, pana la sfarsitul anului 2023.
Oamenii de stiinta cetateni pot gasi tot ce au nevoie online, de la istoricul sulurilor pana la date descarcabile, algoritmi si tutoriale. Si, desi concursul este deschis oricui, munca tehnica este cea care a atras pana acum cel mai mult oameni de stiinta in informatica care sunt deja bine versati in invatarea automata. Concurentii contribuie la avansarea proiectului prin desfasurarea virtuala a sectiunilor suplimentare de suluri prin intermediul software-ului si metodelor dezvoltate de Seales; de asemenea, lucreaza pentru a imbunatati modelul de invatare automata, oferindu-i exemple de instruire suplimentare din noile segmente digitale de papirus desfasurate.
„Pergamentele sunt lizibile”
Concurentii – aproximativ 1.500 pana la 2.000 dintre ei in total, potrivit Seales – si-au facut partea. In doar sase luni, au facut pasi uriasi in rezolvarea acestui puzzle, inclusiv cele trei randuri complete de text pe care Farritor si Nader le-au dezvaluit recent. „Am vazut 10 sau 20 de ani de munca de la acesti competitori”, spune Seales.
Deci, ce ii motiveaza pe concurenti sa se ofere voluntar ore si ore din timpul lor pentru proiect? Premiul in bani este un factor important (atat Nader, cat si Farritor spun ca vor sa castige marele premiu), dar, pe deasupra, unii concurenti sunt pur si simplu intrigati de pergamente in sine. „Cand lucrurile erau putin frustrante si lucrurile nu functionau, am simtit ca nu pot sa renunt pentru ca eram prea curioasa – chiar trebuie sa stiu ce se intampla aici”, spune Nader.
Exista, de asemenea, alura de a lucra la un proiect sustinut de antreprenori si investitori din Silicon Valley. Fostul CEO al GitHub, Nat Friedman, a lansat concursul, alaturi de capitalistul de risc Daniel Gross; alti fondatori si investitori de startup-uri au contribuit si ei la premii in bani. „Exista un fel de prestigiu din Silicon Valley”, spune Farritor, care si-a petrecut vara internand la SpaceX.
De aici, modelul de invatare automata ar trebui sa continue sa se imbunatateasca si mai mult si sa dezvaluie litere suplimentare pana cand, in mod ideal, cercetatorii vor putea descifra toate sulurile Herculaneum. Aceste eforturi ar putea deschide calea pentru viitoarele lucrari de excavare la Herculaneum, unde unii experti cred ca si mai multe suluri sunt inca ingropate.
„Unii oameni s-ar putea gandi: „Pentru ce ai de gand sa faci atatea necazuri?” dar nu cred asta”, spune Seales. „Aceasta este o perioada uimitoare din istoria omenirii. Vorbim despre mai multe lucrari din acea perioada. Da, vreau mai mult, vreau totul.”
