باستان‌شناسی نوین: کشف رازهای تاریخ با تکنولوژی 3D جذاب

انقلاب در باستان‌شناسی با فناوری‌های ۳D

باستان‌شناسان دانشکده هنر دانشگاه هنگ کنگ (HKU) در حال تحول در حفاری و مستندسازی سایت‌های باستانی با استفاده از فناوری‌های پیشرفته ۳D و واقعیت مجازی هستند. باستان‌شناسی به مطالعه گذشته بشر از طریق حفاری اشیایی می‌پردازد که انسان‌ها هزاران سال پیش ساخته و استفاده کرده‌اند؛ از معماری گرفته تا اشیایی مانند کاسه‌های سفالی و استخوان‌های حیوانات از وعده‌های غذایی. اگرچه بسیاری از پروژه‌های حفاری مدل‌های دیجیتال ۳D از آنچه کشف می‌کنند، ایجاد می‌کنند، اما باستان‌شناسان به روش‌های جدیدی برای استفاده معنادار از این داده‌ها نیاز دارند.

برخی پروژه‌ها مدل‌های ۳D را به عنوان ابزارهای گردشگری و آموزشی با عموم مردم به اشتراک می‌گذارند؛ به عنوان مثال، ممکن است اخیراً نمایش‌های ۳D را در موزه‌ها دیده باشید. با این حال، باستان‌شناسان هنوز به طور کامل از این مدل‌ها در کارهای میدانی و تحقیقات خود بهره‌برداری نکرده‌اند. اما این وضعیت در حال تغییر است!

تیم HKU با استفاده از هدست‌های واقعیت ترکیبی و افزوده (MR/AR) در حین حفاری فعال، به پیشگامی در کاربرد تعاملی داده‌های علمی دیجیتال ۳D در سایت‌های باستان‌شناسی پرداخته است. هدست‌های MR به کاربران این امکان را می‌دهند که به راحتی دنیای واقعی و مدل‌های ۳D ادغام‌شده در آن را مشاهده و با آن‌ها تعامل کنند، با استفاده از دستگاه‌هایی مانند Microsoft HoloLens 2 و Meta Quest Pro. از سوی دیگر، عینک‌های هوشمند AR اطلاعات را بر روی صفحه‌ای کوچک درون لنزها نمایش می‌دهند و به دوربین‌ها و میکروفن‌هایی برای جمع‌آوری داده‌ها به صورت بدون دست مجهز هستند.

این فناوری‌ها نقش حیاتی در حوزه باستان‌شناسی ایفا می‌کنند، که اغلب به عنوان یک «علم مخرب» شناخته می‌شود، زیرا جمع‌آوری داده‌ها شامل حفاری و برداشت آثار باستانی است و مانع از حفاری مجدد همان مکان توسط دیگران می‌شود. تیم HKU به طور نوآورانه این فناوری‌ها را در پروژه میدانی خود در کشور ارمنستان در قفقاز جنوبی به کار برده است، جایی که تیم معمولاً دیوارهای سنگی باستانی و ظروف سفالی را برای کشف بقایای قدیمی‌تر زیر آن‌ها حذف می‌کند.

پروفسور پیتر جی. کاب، باستان‌شناس در دانشکده هنر HKU، به مزایای این فناوری جدید اشاره کرد و گفت: «با پوشیدن یک دستگاه MR در حین حفاری، می‌توانم به صورت مجازی دیواری که برداشته‌ام را در مکان اصلی‌اش ببینم.»

نوآوری‌های فناوری در باستان‌شناسی

این فناوری به من کمک می‌کند تا تصمیم بگیرم کجا باید حفاری کنم و می‌توانم به‌صورت هم‌زمان چندین بخش از معماری باستانی را که در زمان‌های مختلف حذف شده‌اند، مقایسه کنم.

علاوه بر این، تیم از عینک‌های هوشمند واقعیت افزوده (AR) برای ثبت داده‌های پایه مانند عکاسی و استفاده از تشخیص صدا برای یادداشت‌برداری بهره می‌برد. پروفسور کاب اشاره کرد: «باستان‌شناسان باید در حین ثبت داده‌ها دستان خود را آزاد داشته باشند، زیرا در حین حفاری باید ماله و برس‌های خود را نگه دارند.»

آقای هایک آذیزبکیان، دانشجوی دکتری دانشکده هنرهای HKU و از ارمنستان، که رهبری این تحقیق را بر عهده دارد، توضیح داد: «هدست‌های واقعیت افزوده و واقعیت ترکیبی هرگز در یک پروژه واقعی باستان‌شناسی برای حمایت از کار حفاری تیم استفاده نشده‌اند، این نوآوری ما را تغییر می‌دهد!» او همچنین ابراز کرد که از آزمایش روش‌های جدید برای مطالعه اشیاء قدیمی و حفظ میراث فرهنگی هیجان‌زده است. ما این پروژه را «چشم‌انداز آینده» می‌نامیم، زیرا این فناوری امکان روش‌های جدیدی برای «دیدن» گذشته را فراهم می‌کند.

تیم همچنین از هدست واقعیت ترکیبی (MR) برای مقایسه تکه‌های سفالی باستانی سه‌بعدی اسکن‌شده با نمونه‌های فیزیکی استفاده می‌کند که به تحلیل آثار غیرقابل دسترسی که در موزه‌ها به نمایش گذاشته شده‌اند، کمک می‌کند. آن‌ها پیش‌بینی می‌کنند که در آینده، هوش مصنوعی به تطبیق این تکه‌ها بر اساس شکل آن‌ها کمک خواهد کرد.

این دستاوردهای نوآورانه به‌تازگی در نشریه کاربردهای کامپیوتری در باستان‌شناسی (JCAA) منتشر شده است که در بین بیش از ۳۵۰ نشریه باستان‌شناسی در جهان، رتبه هشتم را از سوی Scopus کسب کرده است. پروفسور کاب خاطرنشان کرد: «جالب بود که این نشریه با چالش پیدا کردن داوران همتا مواجه شد، زیرا رویکرد ما بسیار نوآورانه بود.» او همچنین در تاریخ ۱۳ نوامبر ۲۰۲۴، در موسسه مطالعات دنیای باستان (ISAW) دانشگاه نیویورک (NYU) درباره این نوآوری‌ها بحثی را رهبری کرد.

این همکاری تحقیقاتی بین‌رشته‌ای شکاف بین علوم انسانی و مهندسی را پر می‌کند و از اشتیاق تیم برای پیشرفت در زمینه باستان‌شناسی از طریق یک همکاری منحصر به فرد در هنر و فناوری با مهندسان HKU نشأت می‌گیرد. Wing Fan Innovation دانشکده مهندسی HKU تجهیزات و دانش فنی را فراهم کرده است. با توجه به محدودیت‌های موجود در هدست‌های MR/AR، تیم بین‌رشته‌ای اکنون در حال توسعه عینک‌های هوشمند سفارشی برای فصل‌های آینده کار میدانی است.