Археологи с помощью искусственного интеллекта извлекают скрытые доказательства использования огня древними людьми

Прочитано: 1075 раз(а)


Исследователи из Университета Торонто, Научного института Вейцмана и Еврейского университета обнаружили новые доказательства использования огня древними людьми не менее 800 000 лет назад на территории западного Израиля.

Открытие, описанное в исследовании, опубликованном на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences , предполагает лишь шестое в мире местонахождение свидетельств пожара возрастом более полумиллиона лет.

Исследователи использовали передовые методы искусственного интеллекта (ИИ), чтобы подтвердить свою гипотезу. Команда предполагает, что этот метод может привести к более научному типу археологии, основанному на данных, что обеспечит лучшее понимание происхождения человеческой истории, наших самых основных традиций и нашего экспериментального и инновационного характера.

«Эти свидетельства существования огня относятся к очень раннему периоду развития человечества и предполагают, что миллион лет назад люди сталкивались с огнем чаще, чем мы думали», — сказал Майкл Чазан, профессор кафедры антропологии в Университете штата Калифорния. T’s факультет искусств и наук и соавтор исследования. «Более того, этот метод позволяет обнаружить следы пожара там, где их раньше не было видно».

Исследователи подтвердили это открытие, проанализировав артефакты, извлеченные из археологических раскопок в карьере Эврон в Западной Галилее, которые были впервые обнаружены в середине 1970-х годов. Во время серии раскопок, которые проводились в то время, археологи прорыли 14 метров и обнаружили большое количество окаменелостей животных и палеолитических орудий, датируемых от 800 000 до одного миллиона лет назад, что делает это место одним из старейших в Израиле.

Поначалу ни одна из находок на участке или в почве, в которой они были обнаружены, не имела визуальных признаков тепла, поскольку пепел и древесный уголь со временем разлагаются, что исключало возможность обнаружения визуальных свидетельств разведения огня. Таким образом, основываясь на предыдущих успехах в применении ИИ и спектроскопии в археологии исследователями Института науки Вейцмана и соавторами исследования Филипе Наталио и Идо Азури, команда разработала передовые вычислительные модели, чтобы выявить состав материалов вплоть до их химического и молекулярные структуры и лучше понять, претерпели ли они структурные изменения, например, вызванные огнем.

«Преимущество ИИ заключается в том, что он может находить скрытые закономерности в самых разных масштабах», — говорит Азури, руководивший разработкой моделей. «Определяя химический состав материалов вплоть до молекулярного уровня, модель может оценить температуру, до которой были нагреты каменные орудия, что в конечном итоге информирует нас о поведении человека в прошлом».

Имея в руках точный метод искусственного интеллекта, ведущий автор и доктор наук Института Вейцмана. студент Зейн Степка и его команда искали молекулярные сигналы, оценивая тепловое воздействие на 26 кремневых инструментов, найденных на этом месте. Результаты показали, что они были нагреты до широкого диапазона температур, превышающего 600 C. Кроме того, они проанализировали 87 останков животных, используя другую спектроскопическую технику, и обнаружили, что бивень вымершего слона также претерпел структурные изменения в результате нагревания.

«Мы протестировали различные методы, в том числе традиционные методы анализа данных, моделирование машинного обучения и более продвинутые модели глубокого обучения», — говорит Азури, возглавлявший разработку моделей. «Преобладающие модели глубокого обучения имели особую архитектуру, которая превзошла другие и успешно вселила в нас уверенность, необходимую для дальнейшего использования этого инструмента в археологическом контексте без визуальных признаков использования огня».

Предполагается, что контролируемое использование огня древними гомининами — группой, в которую входят люди и некоторые из наших вымерших членов семьи — насчитывает не менее миллиона лет, примерно в то же время, когда, по мнению археологов, Homo habilis начал свой переход в Homo erectus.

Рабочая теория среди антропологов, называемая «гипотезой кулинарии», состоит в том, что использование огня сыграло важную роль в эволюции человека не только для производства тепла, создания усовершенствованных инструментов и защиты от хищников, но и для приобретения способности готовить. Употребление в пищу приготовленного мяса не только устраняет патогены, но и повышает эффективность усвоения белка и питательную ценность, прокладывая путь для роста мозга.

Единственная проблема с гипотезой — отсутствие данных. Поскольку поиск археологических свидетельств пиротехнологии в первую очередь зависит от визуальной идентификации изменений, происходящих в результате сгорания на объектах, главным из которых является изменение цвета, традиционными методами удалось найти широко распространенные свидетельства использования огня не старше 200 000 лет. Хотя есть некоторые свидетельства пожара до 500 000 лет назад, они остаются редкими, и только пять археологических памятников по всему миру предоставляют надежные доказательства древнего огня.

«Возможно, мы только что нашли шестой участок», — говорит Наталио, чье предыдущее сотрудничество с Азури и его коллегами легло в основу этого проекта. Ранее они впервые применили ИИ и спектроскопию в археологии, чтобы найти признаки контролируемого сжигания каменных орудий, датируемых периодом от 200 000 до 420 000 лет назад в других местах Израиля.

Чазан, бывший директор-основатель Археологического центра Университета Т., отмечает, что предыдущее изучение коллекции каменных орудий из карьера Эврон не выявило очевидных видимых следов сжигания. «Поскольку этому месту около миллиона лет, я утверждал, что использование огня людьми в этот ранний период было ограниченным, поэтому не было никаких причин ожидать его в этом месте, которое было местом вдоль небольшой реки, где животные, включая слонов, селились. были убиты», — говорит он. «Это был сюрприз».

Исследователи считают, что этот инновационный подход к археологии, который позволил им обнаруживать нагревание при более низких температурах, чем позволяют традиционные методы, имеет многообещающие перспективы для применения в местах по всему миру. Они предполагают, что это открывает новые методы для работы со сложными и подробными наборами данных, возможно, даже для повторного посещения мест, которые уже считаются исчерпанными с точки зрения предоставления ключей к истории человечества.

«Теперь открываются некоторые новые вопросы. Использовался ли огонь на первых участках за пределами Африки, на которых до сих пор не было никаких признаков горения? Самое главное, у нас все еще остаются вопросы о том, как эти ранние люди использовали огонь». он добавляет. «Они готовили мясо? Когда люди начали разводить огонь, а не просто использовать естественный огонь, например, в результате удара молнии?»

Археологи с помощью искусственного интеллекта извлекают скрытые доказательства использования огня древними людьми



Новости партнеров