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近年來，深度學(xué)習(xí)作為機(jī)器學(xué)習(xí)的一個分支，在考古學(xué)中迅速普及應(yīng)用，使得考古工作的效率得到提升。除了用于發(fā)現(xiàn)考古遺跡，預(yù)測、翻譯古文字，人工智能還參與了部分文物的修復(fù)過程。

◎本報記者 翟冬冬

人工智能繼續(xù)探索新領(lǐng)域，這次是考古。

近日，來自美國賓夕法尼亞州立大學(xué)、澳大利大悉尼大學(xué)等4所研究機(jī)構(gòu)的研究人員，在著名考古學(xué)期刊《考古學(xué)雜志》上發(fā)表的研究成果展現(xiàn)了深度學(xué)習(xí)算法在發(fā)現(xiàn)古人類遺跡方面的潛力。

該成果顯示，利用深度學(xué)習(xí)算法，研究人員在美國東南部發(fā)現(xiàn)了多處距今3000—5000年前的美洲原住民生存遺跡——貝環(huán)（shell ring），該遺跡的發(fā)現(xiàn)將有助于進(jìn)一步了解美國原住民的社會經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)。

解決樣本稀少問題

貝環(huán)是由動物骨骸、植物、軟體動物殼、陶瓷碎片等堆積而成的一個環(huán)形結(jié)構(gòu)，它們通常位于富含豐富貝類的河口附近。貝環(huán)中夾雜的貝殼﹑各種食物的殘渣以及石器﹑陶器等文化遺物，對于了解當(dāng)時的自然環(huán)境和社會環(huán)境有很大幫助。此次研究主要以美國東南部的貝環(huán)為研究對象，其貝環(huán)主要由動物和花卉等沉積物組成。

盡管貝環(huán)對于了解史前人類社會發(fā)展十分重要，但要發(fā)現(xiàn)它卻非易事。主要是因為這些貝環(huán)通常分布在密密麻麻的沿海森林中，交通不便難以接近，如果被發(fā)現(xiàn)也常是因為一些突出的標(biāo)志物。據(jù)美國國家考古數(shù)據(jù)庫記載，目前在美國東南部約分布有50個貝環(huán)遺跡。但因其分布零散、發(fā)現(xiàn)困難，此前對貝環(huán)的分布范圍未有系統(tǒng)統(tǒng)計。

近年來，深度學(xué)習(xí)作為機(jī)器學(xué)習(xí)的一個分支，在考古學(xué)中迅速普及應(yīng)用，使得考古工作的效率得到提升。盡管越來越受歡迎，但也有學(xué)者質(zhì)疑其實用性：需要大量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)、高性能的算力以及對于開發(fā)者專業(yè)知識的要求都讓人工智能在考古領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制。而貝環(huán)作為一種史前人類遺跡，其數(shù)量稀少，無法滿足深度學(xué)習(xí)需要大量訓(xùn)練樣本的需求。

對此，研究人員使用了遷移學(xué)習(xí)算法解決了這一難題，并利用算法發(fā)現(xiàn)了多處貝環(huán)，同時對美國東南部古代貝環(huán)建造活動的地理范圍進(jìn)行了系統(tǒng)評估。

早已應(yīng)用于考古領(lǐng)域

除了用于發(fā)現(xiàn)考古遺跡，人工智能在考古工作的其他領(lǐng)域也有應(yīng)用。

在近日發(fā)表的一篇論文中，人工智能成功地預(yù)測了楔形文字版上缺失的段落，這意味著4500年前的文獻(xiàn)，現(xiàn)在可以閱讀了。

論文中寫道，來自“公元前2500年至公元100年的10000塊楔形文字版”的腳本被輸入到人工智能程序中。這個被稱為“巴比倫引擎”的人工智能模型成功地預(yù)測了一系列缺失的單詞、短語和句子，準(zhǔn)確率達(dá)到90%。

此前，美國麻省理工學(xué)院和谷歌人工智能實驗室的研究人員也提出了一種自動破譯失傳文字的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法。這一算法首次實現(xiàn)了古希臘邁錫尼文明時期“線形文字B”的自動翻譯，準(zhǔn)確地把67.3%的“線形文字B”同源詞翻譯成了希臘語。

除了預(yù)測、翻譯古文字，人工智能還參與了部分文物的修復(fù)過程。由于古文物年代久遠(yuǎn)，剛剛出土的文物往往磨損嚴(yán)重、支離破碎，而文物復(fù)原的整個過程耗時長且操作繁瑣，極具挑戰(zhàn)性。

目前，考古學(xué)家已經(jīng)通過人工智能算法分析、重現(xiàn)文物殘缺部分，并通過技術(shù)手段使其與原物合二為一，完整呈現(xiàn)出文物的原始樣貌。這一技術(shù)在修復(fù)塞普洛斯出土的古代雕像以及拜占庭時期的壁畫時得到了運(yùn)用。人工智能在考古界的運(yùn)用大大提高了考古修復(fù)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，省時省力。

研究人員在論文網(wǎng)站arXiv上發(fā)表文章稱，人工智能除了能幫助考古作業(yè)，還能為包括文物修復(fù)、圖像編輯、生物研究等多個領(lǐng)域帶來諸多便利。

雖然目前學(xué)者對于人工智能在考古領(lǐng)域的應(yīng)用仍有爭議，但上述研究顯示，深度學(xué)習(xí)在分析復(fù)雜、不成結(jié)構(gòu)的考古學(xué)遺存及現(xiàn)象上頗有優(yōu)勢。有研究人員表示，人工智能程序“不是人類專家的替代品”，而是一種輔助工具。未來，人工智能在考古學(xué)的研究上將更加著眼于強(qiáng)人工智能領(lǐng)域。