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10/09/2021

Anche l’IIT nel progetto REPAIR per la robotica e l’AI al servizio dell’archeologia

Valeria delle Cave

Saranno ricomposti gli affreschi della Casa dei Pittori al lavoro e della Schola Armatorarum a Pompei

E’ partito ufficialmente il 1 settembre 2021 il progetto “RePAIR”, acronimo di Reconstructing the past: Artificial Intelligence and Robotics meet Cultural Heritage, il progetto finanziato dall’Unione Europea nell’ambito di Horizon 2020 e che vede coinvolto l’IIT con diversi gruppi di ricerca, da quelli dedicati all’intelligenza artificiale e al riconoscimento automatico delle immagini, a quelli che svilupperanno i robot in grado di ricostruire fisicamente i manufatti archeologici e quelli che utilizzeranno scansioni iperspettrali sui frammenti per comprenderne la composizione. Il focus del progetto, infatti, sarà lo sviluppo di un’infrastruttura robotica, dotata di braccia meccaniche in grado di scansionare i frammenti di reperti, riconoscerli tramite un sistema di digitalizzazione 3D e restituirgli la giusta collocazione. Oggetto della ricostruzione saranno due grandi affreschi conservati nei depositi del Parco Archeologico di Pompei.

Le anfore, gli affreschi, i mosaici, vengono spesso portati alla luce frammentati, solo parzialmente integri o con molte parti mancanti. – dichiara il Direttore del Parco archeologico di Pompei, Gabriel Zuchtriegel– Quando il numero dei frammenti è molto ampio, con migliaia di pezzi, la ricostruzione manuale ed il riconoscimento delle connessioni tra i frammenti è quasi sempre impossibile o comunque molto laborioso e lento. Questo fa sì che diversi reperti giacciano per lungo tempo nei depositi archeologici, senza poter essere ricostruiti e restaurati, e tantomeno restituiti all’attenzione del pubblico. Il progetto RePAIR, frutto di ricerca e competenza tecnologica, grazie all’ausilio della robotica, della digitalizzazione e dell’intelligenza artificiale, si pone l’obiettivo di risolvere un problema atavico.

I ricercatori di IIT coinvolti nel progetto sono tra i massimi esperti internazionali nella realizzazione di sistemi robotici e di intelligenza artificiale applicata ai beni culturali e a scenari fisici reali. Arianna Traviglia, coordinatrice del Center for Cultural Heritage Technology di IIT, che con il suo gruppo è tra i pochi ricercatori al mondo ad aver progettato algoritmi per l’identificazione automatica di siti archeologici sepolti da satellite, il riconoscimento on line di beni culturali trafugati, l’analisi iperspettrale della pittura muraria al fine della loro protezione. Alessio Del Bue, responsabile del gruppo PAVIS di IIT a Genova che si dedica allo sviluppo di software di Intelligenza Artificiale in grado di studiare e analizzare lo spazio fisico e il comportamento delle persone, oltre che a sistemi di Realtà Aumentata per applicazioni sul benessere sociale e per i beni culturali. I gruppi di robotica di Nikolaos Tsagarakis e Antonio Bicchi, che collaborano da anni sullo sviluppo di sistemi robotici capaci di interagire con ambienti destrutturati, a seguito di eventi naturali o causati dall’uomo, quali incidenti industriali e terremoti. Per esempio, nel 2017 portarono il robot umanoide WALK-MAN nelle case distrutte ad Amatrice per validarne l’uso a supporto delle squadre di emergenza.

Il coinvolgimento di IIT sarà fondamentale per creare con gli altri partner un team interdisciplinare dove tecnologia, storia, arte e archeologia potranno dialogare e costruire un sistema che ci aiuti a ricostruire manufatti altrimenti perduti” – commenta Arianna Traviglia, coordinatrice del Center for Cultural Heritage Technology di IIT a Venezia. “Abbiamo fatto un sopralluogo nei depositi del Parco Archeologico di Pompei ed è stato emozionante rendersi conto che le tecnologie che andremo a sviluppare ci permetteranno di scoprire e preservare parte del nostro passato, patrimonio dell’umanità”.

Per la prima volta una tecnologia d’avanguardia sarà utilizzata per la ricostruzione fisica di manufattiarcheologici, in gran parte frammentati e di difficile ricomposizione. Migliaia di frammenti, come piccole tessere di un puzzle, saranno risistemati con l’ausilio di una infrastruttura robotica, dotata di braccia meccaniche in grado di scansionare i frammenti, riconoscerli tramite un sistema di digitalizzazione 3D e restituirgli la giusta collocazione. Mentre i frammenti vengono riconosciuti e scansionati, le braccia e le mani di precisione meccaniche li manipolano e movimentano con l’ausilio di sensori avanzatissimi in grado di evitarne il minimo danneggiamento.

Lo sviluppo di sistemi di intelligenza artificiale per la valorizzazione del patrimonio culturale, dove le persone sono al centro, è uno dei focus della nostra ricerca”, commenta Alessio Del Bue, a capo del laboratorio PAVIS di IIT, “Questo progetto ci permetterà di ampliare la rete europea di cui siamo parte e nello stesso tempo di sviluppare innovative tecnologie di Computer Vision e Deep Learning a servizio del parco archeologico di Pompei e di altri siti archeologici in Italia e nel mondo”.

Oggetto di questa sperimentazione saranno gli affreschi del soffitto e pareti della Casa dei Pittori al Lavoro nell’Insula dei Casti Amanti, danneggiati nel corso della eruzione del 79 d.C. e poi ridotti in frantumi in seguito ai bombardamenti della Seconda Guerra Mondiale e i frammenti degli affreschi della Schola Armaturarum, determinati dal crollo dell’edificio nel 2010 e in parte ancora non ricollocati. Due esempi iconici di grandi affreschi del patrimonio culturale mondiale che si trovano in stato frammentario e sono conservati nei depositi del Parco Archeologico di Pompei.

Dal punto di vista scientifico e tecnologico, il progetto pone sfide importanti per affrontare le quali utilizzeremo le più avanzate tecniche nel campo dell’Intelligenza Artificiale, della Visione Artificiale e della Robotica” – spiega il prof. Marcello Pelillo, coordinatore del progetto e professore di Intelligenza artificiale all’Università Ca’ Foscari Venezia”.

Partner del progetto “RePAIR” sono: l’Università Ca’ Foscari di Venezia (ente coordinatore), l’IIT – Istituto Italiano di Tecnologia, il Parco Archeologico di Pompei, la Ben-Gurion University of the Negev di Israele, l’Associacao do Instituto Superior Tecnico Para a Investigacao e Desenvolvimento del Portogallo, la Rheinische Friedrich Wilhelms Universitat di Bonn in Germania ed il Ministero della Cultura.


Il progetto ha ricevuto finanziamenti dal programma di ricerca e innovazione Horizon 2020 dell’Unione Europea (FET Open), nell’ambito della Grant agreement n. 964854