Al cor de l'antiga ciutat de Pompeia, on l'erupció del Vesuvi l'any 79 d. C. va deixar tot sepultat sota cendra i pedra tosca, un nou protagonista s'ha incorporat a l'equip de conservació: un robot guiat per intel·ligència artificial capaç d'ajudar a recompondre frescos que feia dècades que eren fets miques als magatzems.
Lluny de la imatge de l'arqueologia clàssica basada només en paleta i brotxa, aquest projecte combina robòtica avançada, algorismes d'IA i tècniques de visió artificial per reordenar fragments com si fos un trencaclosques monumental, amb milers de peces danyades i sense «foto de la caixa» que mostri el resultat final.
Un laboratori d´alta tecnologia en plena Pompeia
El sistema robòtic forma part de REPAIR, sigles en anglès de «Reconstrucció del Passat», un projecte de recerca finançat per la Unió Europea que ha convertit una zona del parc arqueològic un autèntic laboratori d'alta tecnologia aplicat al patrimoni.
Segons han explicat els responsables del programa, la plataforma s'ha instal·lat a la Casina Rustica, un edifici estatal dins del Parc Arqueològic de Pompeia que s'ha renovat i adaptat per acollir l'equipament científic necessari, des dels braços robòtics fins als sistemes de captura i processament d'imatges.
El coordinador del projecte, el professor Marcello Pelillo, de la Universitat Ca' Foscari de Venècia, subratlla que aquesta iniciativa ha reunit «móns que semblaven molt llunyans» entre si: d'una banda, les tècniques més avançades de intel·ligència artificial i robòtica; l'altra, la arqueologia tradicional i la conservació de béns culturals.
En paraules dels investigadors, l'objectiu és doble: per una banda, avançar a la recomposició física dels frescos; de l'altra, desenvolupar eines que es puguin fer servir en altres jaciments i museus d'Itàlia, Espanya i la resta d'Europa, on s'acumulen en dipòsits milers de fragments en espera de ser estudiats.
Com funciona el robot que resol el trencaclosques
El sistema dissenyat en el marc de RePAIR està format per dos braços robòtics idèntics, muntats sobre un tors comú, equipats amb sensors de visió que permeten analitzar detalladament cada fragment i localitzar la seva posició a l'espai.
Cada braç acaba en una mena de mà tova d'estructura flexible, capaç de subjectar peces extremadament fràgils amb una subjecció delicada, minimitzant el risc de danys addicionals en superfícies ja castigades per l'erupció, el pas del temps i, en alguns casos, pels bombardejos de la Segona Guerra Mundial.
El flux de treball comença amb la digitalització dels fragments: es prenen imatges detallades de cada peça, que s'emmagatzemen en un sistema informàtic. A partir d'aquesta informació, els algorismes d'intel·ligència artificial intenten resoldre el trencaclosques, analitzant vores, decoració, colors, forma i possibles coincidències entre fragments.
Quan el programari proposa una possible solució, aquesta s'envia a la plataforma de maquinari, on els braços robòtics s'encarreguen de col·locar les peces a la posició calculada. Aquest muntatge automàtic permet provar combinacions de manera molt més ràpida que amb un treball exclusivament manual.
Pelillo resumeix el desafiament recordant que es tracta d'un trencaclosques «extremadament complex», amb centenars o milers de fragments, sovint molt deteriorats i sense que sapiguem per endavant com és la imatge final, cosa que obliga la IA a treballar pràcticament a cegues, sense model de referència complet.
Frescs icònics: de la Casa dels Pintors a la Schola Armaturarum
La fase de proves del robot s'ha centrat en dos conjunts de frescos considerats emblemàtics del patrimoni mundial i que es trobaven en estat fragmentari als magatzems del parc.
El primer correspon al sostre de diverses sales de la Casa dels Pintors Treballant a l'Ínsula dels Castos Amants (sovint citada també com a Casa dels Pintors en Acció), danyats per l'erupció del Vesuvi i literalment fets trossos pels bombardejos que van afectar Pompeia durant la Segona Guerra Mundial.
El segon grup d'obres són els frescos de la Schola Armaturarum, un edifici relacionat amb associacions de gladiadors, l'esfondrament del qual el 2010 va deixar bona part de la seva decoració mural seriosament danyada i encara sense restaurar en la seva totalitat.
Tots dos conjunts presenten exactament el tipus de problema que aquest projecte vol abordar: milers de restes disperses, amb llacunes, superfícies erosionades i peces barrejades que poden fins i tot pertànyer a obres diferents, cosa que complica notablement la tasca dels restauradors.
Com explica el director del Parc Arqueològic de Pompeia, Gabriel Zuchtriegel, la forma i la decoració úniques de cada fragment permeten, en teoria, recompondre el conjunt, però «cap ésser humà ho podria fer en solitari» quan es tracta de volums tan enormes de material danyat, per la qual cosa l'ajuda de la intel·ligència artificial esdevé clau.
IA i arqueologia: col·laboració, no substitució
Tot i el protagonisme mediàtic del robot, els responsables de RePAIR insisteixen que la tecnologia no substitueix els arqueòlegs, sinó a servir-los de suport en una de les tasques més lentes i frustrants del seu treball: la recomposició de materials fragmentats.
Per entrenar el sistema, l'equip va crear rèpliques artificials dels fragments a partir dels models digitalitzats, de manera que el robot pogués practicar amb peces no autèntiques durant la fase de proves, reduint el risc de danys al material original.
La interfície desenvolupada permet que els experts en pintura mural i restauració interactuïn amb el sistema, validin o corregeixin les solucions proposades per la IA i aportin el seu criteri basat en l'experiència, especialment pel que fa a l'estil, la tècnica i la iconografia.
Paral·lelament al treball amb el robot, un equip d'especialistes de la Universitat de Lausana, liderat pel professor Michel E. Fuchs, fa anys que desenvolupa un programa d'estudi i recomposició manual, basat en l'anàlisi morfològica, estilística i tècnica de cada fragment, que s'integra amb els resultats generats per la màquina.
Aquest enfocament híbrid —combinant càlcul automatitzat i experiència humana— es perfila com un model de referència per a futurs projectes europeus en jaciments arqueològics i museus, on la col·laboració entre disciplines serà cada cop més habitual.
Un projecte europeu amb impacte més enllà d´Itàlia
RePAIR es va posar en marxa a setembre de 2021 i està coordinat per la Universitat Ca' Foscari de Venècia, amb la participació de diversos centres de recerca i institucions europees, entre ells l'Institut Italià de Tecnologia (IIT) i el propi Parc Arqueològic de Pompeia com a camp de proves principal.
El projecte està finançat per la Unió Europea, cosa que reforça la dimensió comunitària d'una iniciativa que no es limita a resoldre un cas concret a Pompeia, sinó que aspira a establir les bases de noves eines aplicables al patrimoni cultural a tot Europa, inclòs el conservat a Espanya.
Museus, parcs arqueològics i dipòsits de peces en estats fragmentaris podrien beneficiar-se, en els propers anys, de les metodologies desenvolupades en aquest experiment, adaptant els algorismes i la robòtica a diferents tipus de suports: no només frescos, sinó també ceràmiques, escultures o elements arquitectònics.
Als magatzems de molts jaciments europeus es conserven milers de fragments sense recompondre que, per pura manca de temps i recursos humans, no s'han pogut estudiar a fons. Si la tecnologia demostra ser fiable, podria accelerar notablement els processos de classificació, recomposició i documentació.
Els impulsors del programa insisteixen, però, que qualsevol desplegament més ampli s'haurà de fer amb criteris molt estrictes de conservació i supervisió, per garantir que lús de robots i algorismes no compromet la integritat de les obres originals.
Arqueologia del futur: reptes i possibilitats
Un dels aspectes més complexos del projecte és la pròpia naturalesa del material amb què treballa el robot: peces incompletes, erosionades i barrejades, que sovint només representen una part mínima de l'obra original, deixant grans llacunes impossibles d'emplenar al cent per cent.
Els algorismes han de bregar, a més, amb la incertesa sobre la procedència exacta de molts fragments: encara que es conservin als mateixos dipòsits, poden correspondre a habitacions diferents, a moments diferents o fins i tot a edificis allunyats entre si, cosa que obliga el sistema a descartar combinacions aparentment vàlides però incorrectes.
Per gestionar aquesta complexitat, els desenvolupadors han recorregut a tècniques avançades de visió per ordinador i aprenentatge automàtic, capaços de valorar simultàniament la forma, el gruix de l'arrebossat, el patró decoratiu, els colors i les possibles continuïtats entre traços i motius pictòrics.
El director del parc, Gabriel Zuchtriegel, veu en aquesta línia de treball una bestreta del que podria ser la arqueologia del futur, en què la intel·ligència artificial jugarà un paper central no només en la recomposició de frescos, sinó també en la gestió de dades, la documentació d'excavacions i la creació de models virtuals accessibles al públic.
Els avenços aconseguits a Pompeia —un dels enclavaments arqueològics més coneguts del món— poden servir d'aparador per impulsar projectes similars a altres llocs europeus, afavorint-ne una xarxa de col·laboració entre institucions que comparteixin tecnologies, bases de dades i protocols dactuació.
L'experiència d'aquest robot guiat per IA a Pompeia demostra que, quan es combinen la investigació capdavantera, la cooperació internacional i el coneixement arqueològic, és possible tornar la forma -i en part també la història- a obres que semblaven condemnades a seguir fragmentades en caixes de magatzem, obrint una via prometedora per a la conservació del patrimoni a Itàlia, Espanya i la resta d'Europa.