Сотрудники НОЦ алтаистики и тюркологии «Большой Алтай» АлтГУ – научный сотрудник отдела сопровождения НИОКР, кандидат технических наук, доцент Сергей Бондаренко и заведующий кафедрой археологии, этнографии и музеологии ИИМО АлтГУ, доктор исторических наук, профессор Алексей Тишкин стали авторами патента «Способ выделения рельефных форм на 3D-моделях каменных изваяний, полученных с помощью фотограмметрии».

Археологи АлтГУ получили патент на новую технологию обработки артефактов с помощью искусственного интеллекта

Изобретение относится к области цифровых технологий, которые активно применяются в археологии. Оно направлено на решение конкретной задачи – получение объективных сведений и современных визуальных демонстраций всех изображений на древних и средневековых каменных изваяний, являющихся важными историческими источниками при дальнейшем комплексном анализе. Для этого использовались фотограмметрия, 3D-моделирование и система компьютерных преобразований.

«Необходимая технология разрабатывалась на базе Лаборатории цифровой археологии и музеологии, открытой в ИИМО АлтГУ в рамках реализации программы «Приоритет 2030». Многие исследователи используют фотограмметрию для получения 3D-моделей разных археологических объектов. Основной нашей задачей было не просто сформировать цифровые копии каменных изваяний, которые мы документируем и изучаем уже много лет, но и сделать детальные графические прорисовки имеющихся на них изображений. Например, на многих «оленных» камнях выбиты кинжалы. Каждый из них имеет свои конкретные характеристики выполненного оформления клинка, перекрестья, рукояти, навершия. Реальных вещей того времени в Монголии найдено, к сожалению, мало, а на изваяниях мы видим существенные серии, которые позволяют выполнить типологический анализ, определить датировку и культурную принадлежность, найти аналогии. И так по каждому изображению восстанавливается и изучается материальная и духовная культура древних кочевников Внутренней Азии», – отмечает Алексей Тишкин.

Изучать изображения на каменных изваяниях непросто: они наносились разными орудиями, разными способами, в разное время, а также подвергались антропогенным, природно-климатическим и другим воздействиям. Для понимания всего этого ученые использовали помощь искусственного интеллекта. Они «научили» его различать изображения, сделанные в древности, от более поздних и даже от естественных структурных особенностей камней.

«Есть масса специфических моментов, учесть которые с помощью обычного визуального осмотра и даже при большом увеличении фотоснимков не представляется возможным при необходимости объективной фиксации и дальнейшей графической демонстрации. Например, при рассмотрении уменьшенной копии плоскости изваяния кажется, что контурные линии изображений ровные. При приближении эти линии оказываются не такими четкими, а при еще большем вообще расплываются. Глаза уже не могут определить границу, где искусственная выбивка, а где ее нет. Это затрудняет объективное понимание и графическую передачу в ручном режиме. А искусственный интеллект может четко это понимать и отражать, он ловит каждую точку грани. У тех же оленей, часто изображавшихся на древних изваяниях (поэтому их и назвали «оленными» камнями), фиксируются неровные следы от использовавшегося инструмента, которые могли заглаживаться. Эта и другая информация существенно расширяет наше понимание, как работали древние мастера, чем делали петроглифы и т.д. Компьютер научился различать выбивку от естественной или специально подготовленной каменной поверхности, выделяя, например,более глубокие места искусственного происхождения черным цветом. Но не все изображения на каменных изваяниях были сделаны выбивкой – есть подшлифовка, есть прорезные линии, есть комбинированные демонстрации. Распознать и передать такие особенности – очень сложное дело. Патент нами получен только на один из использованных способов. Сейчас спектр таких возможностей увеличился. Сергей Юрьевич Бондаренко много экспериментирует и постепенно решает поставленные задачи,разрабатывая текстуры и накладываяих, чтобы получить адекватные цифровые и затем графические изображения. В ходе этой работы решаются спорные моменты, делаются открытия и даже мини-сенсации. Внедрение цифровых технологий стало менять культуру публикаций археологов» – подчеркнул археолог.

Ведущий инженер центра трансфера технологий и управления интеллектуальной собственностью АлтГУ Лариса Маршева отмечает, что заявка больше года рассматривалась в Роспатенте – это единственная официальная организация в нашей стране, занимающаяся патентованием:

«Свидетельство уже получено, содержание самого патента опубликовано, там детально представлены результаты проделанной работы. В качестве примера приведен один из изученных «оленных» каменей, где поверх древних изображений выбита более поздняя тюркская надпись. Технология, разработанная нашими учеными, обладает абсолютной мировой новизной – именно об этом и свидетельствует выданный патент. Кстати, это уже второй патент археологов Алтайского госуниверситета. В 2022 году они запатентовали способ раскопок древних и средневековых курганов, который позволяет не пропускать важных находок, но и восстанавливать прежний ландшафтный вид археологических объектов».

Алексей Тишкин также отметил:

«Привычно, что патенты получают естественники (физики, химики, биологи). Работая проректором по научному и инновационному развитию, я задался мыслью: "А могут ли гуманитарии патентовать свои разработки?" Оказывается, могут. И надо продолжать это делать. Мы работаем в режиме постоянного совершенствования цифровых технологий для изучения археологических артефактов. Это трудоемкая работа, но результаты просто поражают. Еще пять лет назад мы делали копии с помощью эстампажа и думали, что это наиболее адекватная технология копирования, то сейчас уже все совершенно по-другому. Уменьшилась трудоемкость, можно обрабатывать большие массивы данных. Но самое главное и важное – значительно улучшилось качество важных источников, на основе которых мы можем реконструировать многие стороны системы жизнеобеспечения древних и средневековых обществ. Будем расти и дальше внедрять технологии на новых уровнях и в археологии, и в музеологии».

Цифровые технологии позволяют не только глубже и всесторонне посмотреть на важные источники, но и дают более объективную информацию для реконструкций. Авторы патента еще ко всему сказанному в рамках реализации гранта РНФ недавно получили свидетельство о государственной регистрации компьютерной программы, которая позволяет многогранно работать с каждой цифровой копией вместе с изменяющимся масштабом. Например, можно получить все размеры, а также разрезы изваяний или предметов в разных направлениях, посмотреть ранее недоступные места и многое другое, необходимое для тщательных и детальных исследований. Так, подготовлена цифровая копия сакского бронзового шлема для Национального исторического музея Кыргызской Республики. Она позволяет заглянуть вовнутрь шлема и увидеть, как он изготовлен. Ничего такого в предыдущих публикациях не было отражено. Уже в указанной программе демонстрируются «оленные» камни. Впереди еще много работы и замечательных научных открытий.

Фотограмметрия – одно из направлений 3D-сканирования, основанное на получении данных о размерах и поверхностях реальных объектов за счет фотоснимков. Статичный объект фотографируют с разных ракурсов, в результате чего получается множество снимков. Их загружают в специальную программу, которая анализирует снимки, создает облако точек и формирует цельный объект в 3D-модель с учетом рельефа.

Источник.