Trí tuệ nhân tạo mang đến những kỳ tích mới trong ngành khảo cổ học

Thực hiện khảo cổ ở sa mạc

Theo phương pháp truyền thống, các nhà khảo cổ sẽ bắt đầu thực hiện quá trình khảo sát mặt đất để phát hiện các địa điểm tiềm năng trước khi tiến hành khai quật, nhưng điều đó rất tốn thời gian và khó khăn ở những địa hình khắc nghiệt như sa mạc.

Một góc nhìn ở khu vực trung tâm của Saruq al-Hadid cho thấy lớp bề mặt tối của xỉ đồng giúp phân biệt địa điểm này với cảnh quan sa mạc xung quanh. Ảnh: CNN

Trong những năm gần đây, việc sử dụng hình ảnh vệ tinh trên Google Earth đang trở nên phổ biến để tìm kiếm các khu vực rộng lớn. Tuy nhiên, ở sa mạc, bão cát và bụi thường che khuất hình ảnh vệ tinh, vì vậy khó xác định được vị trí chính xác. Thậm chí, các cồn cát sa mạc còn gây thêm khó khăn cho việc phát hiện các địa điểm khảo cổ tiềm năng.

Diana Francis, nhà khoa học về khí quyển và cũng là một trong những nhà nghiên cứu chính của dự án cho biết chúng tôi cần thêm thiết bị công nghệ để hướng dẫn và tập trung vào các nghiên cứu.

Nhóm đã tạo ra một thuật toán học máy (machine learning) nhằm phân tích hình ảnh thu thập được từ radar khẩu độ tổng hợp (SAR), một kỹ thuật hình ảnh vệ tinh sử dụng sóng vô tuyến để phát hiện các vật thể ẩn bên dưới bề mặt bao gồm thảm thực vật, cát, đất và băng.

Không có công nghệ nào là mới: Hình ảnh SAR đã được sử dụng từ những năm 1980 và thuật toán học máy cũng đã thu hút được áp dụng vào ngành khảo cổ học trong thời gian dài vừa qua.

Tuy nhiên, nhà khoa học Francis cho biết việc sử dụng kết hợp thuật toán học máy với SAR lại là phương pháp tiếp cận mới. Theo hiểu biết của bà, đây cũng là lần đầu tiên sử dụng phương pháp này trong ngành khảo cổ học.

Nhóm của bà Francis đã thiết lập thuật toán dựa trên dữ liệu có được từ điểm khảo cổ trên sa mạc Saruq Al-Hadid của Dubai. Điểm khảo cổ này cũng là một trong những di tích lịch sử quan trọng và bí ẩn nhất UAE.

"Việc sử dụng thuật toán học máy giúp chúng tôi xác định thêm các khu vực tiềm năng khác gần đó vẫn chưa được khảo cổ", bà Francis nói.

Công nghệ hiện tại chính xác đến mức có thể tạo ra các mô hình 3D của cấu trúc dự kiến, giúp các nhà khảo cổ học hiểu rõ hơn về những gì được chôn giấu dưới lòng đất.

Hợp tác với ngành văn hóa Dubai (Dubai Culture), một tổ chức chính phủ quản lý địa điểm này, bà Francis cùng nhóm nghiêm cứu đã tiến hành khảo sát mặt đất bằng radar xuyên đất đồng thời sao chép những gì vệ tinh đo được từ không gian.

Hiện tại, Dubai Culture có kế hoạch tiếp tục khai quật các khu vực mới được xác định. Bà Francis hy vọng kỹ thuật này có thể phát hiện ra nhiều kho báu khảo cổ bị chôn vùi sâu trong lòng đất vào tương lai.

Sử dụng công nghệ rộng rãi trong ngành khảo cổ học

Ảnh vệ tinh từ điểm khảo cổ trên sa mạc Saruq Al-Hadid cho thấy khu vực phía tây đang được khai quật (bên phải) và khu vực phía đông vẫn chưa được khai quật. Ảnh: Đại học Khalifa/Ben Romdhane.

Việc sử dụng radar khẩu độ tổng hợp (SAR) không phổ biến trong khảo cổ học vì chi phí và tính phức tạp của thiết bị. Tuy nhiên, ông Amy Hatton, một nghiên cứu sinh tại Viện Địa nhân học Max Planck cho rằng việc sử dụng SAR để xác định các vị trí sâu dưới lòng đất "thực sự thú vị".

Ông Hatton cũng lưu ý rằng, bằng cách sử dụng hình ảnh SAR nhưng bỏ qua vấn đề tán xạ ánh sáng từ các hạt bụi, nhóm nghiên cứu của nhà khoa học Francis đã ít nhiều gặp khó khăn ở các vùng sa mạc.

Trong khi đó, việc sử dụng công nghệ trong khảo cổ của Amina Jambajanstsan, một nghiên cứu sinh khác thuộc Viện Max Planck rất đáng quan tâm. Bà Jambajanstsan hiện sử dụng máy học để tìm kiếm qua hình ảnh vệ tinh và máy bay không người lái có độ phân giải cao để phát hiện các địa điểm khảo cổ tiềm năng.

Dự án của bà Jambajanstsan tập trung vào các địa điểm khảo cổ ở thời kỳ trung cổ của Mông Cổ để phát hiện ra hàng nghìn vị trí tiềm năng và chưa từng tìm thấy trên thực địa.

Bà Jambajanstsan cũng nhấn mạnh mặc dù chi phí và nhu cầu tính toán hình ảnh SAR có thể là rào cản đối với nhiều nhà nghiên cứu, nhưng phương pháp này rất có giá trị đối với các vùng sa mạc, cụ thể là sa mạc Gobi ở nam Mông Cổ, nơi "hình ảnh quang học thông thường" không mang lại kết quả.

Theo hãng CNN, bài kiểm tra thực sự của công nghệ sẽ diễn ra vào tháng tới khi cuộc khai quật bắt đầu chính thức triển khai tại khu phức hợp Saruq Al Hadid. Theo Dubai Culture, cuộc khai quật được dự đoán có thể phát hiện thêm khoảng 10% di tích khảo cổ trên diện tích 2,3 dặm vuông (6,2 km vuông).

Nếu các nhà khảo cổ học tìm thấy các cấu trúc mà thuật toán học máy đã dự đoán, Dubai Culture có kế hoạch sẽ đưa công nghệ này vào quá trình khai quật thêm nhiều địa điểm khác trên thế giới.

Nhóm nghiên cứu của bà Francis đã công bố một bài báo về những phát hiện của họ vào năm 2023 và họ đang tiếp tục thiết lập thêm thuật toán máy học để cải thiện độ chính xác trước khi đưa vào sử dụng rộng rãi.

"Ý tưởng của chúng tôi là sẽ xuất khẩu công nghệ này sang các khu vực khác, đặc biệt là Ả Rập Saudi, Ai Cập, có thể là cả các sa mạc ở Châu Phi nữa", bà Francis nói thêm./.

Hồng Nhung