قام فريق من علماء الكمبيوتر مؤخرًا بإجراء عمليات إعادة بناء ثلاثية الأبعاد للوحات الإغاثة المفقودة في أحد مواقع التراث العالمي لليونسكو باستخدام الذكاء الاصطناعي.
طور الباحثون شبكة عصبية يمكنها التقاط صورة ثنائية الأبعاد لجسم ثلاثي الأبعاد وإنتاج إعادة بناء رقمية بثلاثة أبعاد. في الواقع، لقد طوروا جهازًا مجسمًا للقرن الحادي والعشرين. قدم الفريق إثبات المفهوم في العرض الثاني والثلاثين لمؤتمر ACM للوسائط المتعددة الشهر الماضي.
ولأغراض أبحاثهم، استخدم العلماء صور النقوش البارزة في معبد بوروبودور في إندونيسيا، وهو أحد مواقع التراث العالمي لليونسكو. يغطي المعبد 2672 نقشًا بارزًا، مما يجعله أكبر مجموعة من النقوش البوذية في العالم. وفي أواخر القرن التاسع عشر، أعيد تركيب غطاء سفح المعبد، مما أدى إلى إخفاء 156 من النقوش البارزة خلف الجدران الحجرية، ولا تزال مدفونة حتى اليوم. ولكن قبل دفنهم، تم التقاط صور بتدرج الرمادي لكل لوحة. تمكنت الشبكة العصبية للفريق الأخير من إعادة بناء إحدى تلك النقوش البارزة المخفية الآن باستخدام صورة قديمة بالأبيض والأسود تعود إلى 134 عامًا.
لقد تم إجراء محاولات سابقة، لكن عمليات إعادة البناء السابقة هذه لم تتمكن من تكرار التفاصيل الدقيقة للنقوش البارزة. تم فقدان هذه التفاصيل بسبب ضغط قيم العمق؛ بمعنى آخر، تحتوي هذه النقوش البارزة ثلاثية الأبعاد على تفاصيل من المنحوتات الأقرب إلى المشاهد والأبعد عن المشاهد، وقد قامت محاولات إعادة البناء السابقة بتسوية التفاصيل في هذه الأعماق المتفاوتة. أشار الفريق إلى الخصائص المفقودة باسم “الحواف الناعمة”، وقاموا بتطوير خريطة لتلك الحواف بناءً على تغيرات الانحناء المحسوبة في الفضاء ثلاثي الأبعاد.
في الورقة الجديدة، افترض الفريق أن خريطة الحافة كما كانت تقلل من دقة النموذج، وفشلت في نقل التغييرات في الانحناء ثلاثي الأبعاد بشكل صحيح، والطريقة التي تم دمجها بها في الشبكة حدت من تأثيرها على تقدير العمق في الأشياء المادية.
وقال ساتوشي تاناكا، الباحث في جامعة ريتسوميكان في اليابان والمؤلف المشارك للدراسة، في بيان جامعي: “على الرغم من أننا حققنا دقة إعادة البناء بنسبة 95%، إلا أن التفاصيل الدقيقة مثل الوجوه البشرية والزخارف لا تزال مفقودة”. “يرجع ذلك إلى الضغط العالي لقيم العمق في الصور البارزة ثنائية الأبعاد، مما يجعل من الصعب استخراج اختلافات العمق على طول الحواف. وتعالج طريقتنا الجديدة هذا الأمر من خلال تعزيز تقدير العمق، خاصة على طول الحواف الناعمة، باستخدام نهج جديد لاكتشاف الحواف.
تمثل الصور أعلاه أفضل النتائج التجريبية للفريق (الصف السفلي) لخريطة الحواف الناعمة (يسار) وخريطة دلالية (يمين) لتضاريس العينة، مقارنة ببيانات الحقيقة الأرضية (الصف العلوي). خريطة الحافة هي مجرد ذلك – فهي تتتبع النقاط التي تمنحها المنحنيات البارزة عمقًا، مما أدى إلى إرباك النماذج السابقة.
تُظهر الخريطة الدلالية – التي تذكرنا بشكل غامض بخريطة إلسورث كيلي “أزرق أخضر أحمر” – كيف تربط قاعدة معارف النموذج بين المفاهيم ذات الصلة. في هذه الصورة، يميز النموذج السمات الأمامية (الزرقاء)، والأشكال البشرية (الحمراء)، والخلفية. وقام الباحثون أيضًا بتضمين كيفية مقارنة نموذجهم مع النماذج الحديثة الأخرى فيما يتعلق بصور الحقيقة الأرضية.
يحظى الذكاء الاصطناعي بنصيبه من الانتقادات، لكنه أثبت في العلوم براعته بشكل ملحوظ في حل المشكلات المتعلقة بالتعرف على الصور والحفاظ على التراث الثقافي. في سبتمبر، استخدم فريق مختلف شبكة عصبية لتحديد تفاصيل لم تُعرض سابقًا في اللوحات التي رسمها رافائيل، واستخدم فريق آخر شبكة عصبية تلافيفية لمضاعفة عدد خطوط نازكا المعروفة تقريبًا، وهي الحروف الجيوغليفية الشهيرة في بيرو.
النموذج قادر على الفهم متعدد الوسائط، مما يعني أنه قادر على استيعاب قنوات متعددة من البيانات لفهم الكائن المستهدف. في هذه الحالة، لا يرى كاشف الحواف الناعمة المستخدم لقياس المنحنيات في التضاريس تغيرات طفيفة في السطوع لإدراك العمق فحسب، بل يرى المنحنيات في المنحوتات نفسها. سمح استخدام قناتي المعلومات للنموذج الجديد بإعادة إنشاء عملية إعادة بناء أكثر وضوحًا وتفصيلاً للتضاريس مقارنة بالمحاولات السابقة.
وقال تاناكا: “إن تقنيتنا تحمل إمكانات هائلة للحفاظ على التراث الثقافي ومشاركته”. “إنه يفتح فرصًا جديدة ليس فقط لعلماء الآثار ولكن أيضًا لتجارب افتراضية غامرة من خلال تقنيات الواقع الافتراضي وتقنيات metaverse، مما يحافظ على التراث العالمي للأجيال القادمة.”
التراث الثقافي يحتاج إلى الحفاظ عليه. لكن بعض التراث الثقافي معرض للخطر بشكل خاص، وعلى الرغم من أن عمليات إعادة البناء التي أنشأها الذكاء الاصطناعي لا يمكن أن تحل محل مكوي الحقيقي، إلا أن لها استخداماتها. يمكن للشبكات العصبية مثل تلك التي وصفتها الورقة البحثية الأخيرة أن تعيد إحياء التراث المفقود الذي لا يوجد إلا في الصور – على سبيل المثال، تماثيل بوذا باميان، والتماثيل الضخمة التي فجرتها حركة طالبان في عام 2001 – ولو في بيئة الواقع المعزز أو الافتراضي.
ويمكن استخدام النماذج أيضًا للحفاظ على التراث الثقافي الذي كان على شفا الدمار، مثل منحوتات السكان الأصليين التي يعود تاريخها إلى قرون على أشجار الباب في صحراء تانامي في أستراليا.
يحدد التراث الثقافي هويتنا من خلال المجتمعات والثقافات التي سبقتنا. إذا كانت نماذج الذكاء الاصطناعي هذه تساعد مؤرخي الفن والمحافظين على الحفاظ على قطعة واحدة فقط من التاريخ، فقد فعلت ذلك بشكل جيد. وبطبيعة الحال، تتطلب نماذج الذكاء الاصطناعي أيضًا قدرًا هائلاً من الطاقة، وهو ما يمكن أن يساهم في فقدان التراث الثقافي بطرق عرضية. ولكن حتى لو ظلت الطرق التي يتم بها تشغيل الذكاء الاصطناعي تمثل مشكلة، فإن استخدام التكنولوجيا لأسباب نبيلة هو بمثابة الوقوف على الجانب الصحيح من التاريخ – خاصة عندما يتعلق الأمر بالمصنوعات اليدوية.