استفاده از هوش مصنوعی برای رمزگشایی متن 2000 ساله سوخته پاپیروس - کنفرانس هکا

گروهی از محققان دانشجو با افشای محتوای نوشته های یونانی درون طومار سوخته ای که 2000 سال پیش در اثر فوران کوه وزوویوس مدفون شده بود، یاری بزرگی به حل یکی از بزرگترین رازهای باستان شناسی نموده اند.

به نقل از نیچر، برندگان مسابقه ای به نام چالش وزوویوس (Vesuvius) الگوریتم های یادگیری ماشینی خود را روی اسکنی از نسخه طومار لوله شده پاپیروس آموزش دادند و از یک اثر فلسفی ناشناخته که درباره حواس و لذت بحث میکرد، پرده برداری کردند.

این شاهکار راه را برای روش های هوش مصنوعی (AI) هموار می نماید تا سایر طومارها را به طور کامل رمزگشایی نمایند که به گفته محققان می تواند پیامدهای متحول نماینده ای برای درک ما از دنیای باستانی داشته باشد.

این دستاورد طوفانی در دنیا مطالعات باستانی که معمولا آهسته پیش می رود، به پا نموده است.

کنت لاپاتین (Kenneth Lapatin) متصدی آثار باستانی در موزه جی پل گتی در لس آنجلس کالیفرنیا که در این مسابقه شرکت نداشت، می گوید: این چیزی است که من همواره فکر می کردم رویایی است که به حقیقت می پیوندد. متن فاش شده منابع لذت از جمله موسیقی، طعم گیاه کپر و رنگ بنفش را مورد بحث قرار می دهد.

باب فاولر (Bob Fowler) در دانشگاه بریستول بریتانیا و یکی از داوران جایزه می گوید: این یک لحظه تاریخی است. سه دانش آموز از مصر، سوئیس و ایالات متحده که متن را آشکار کردند، یک جایزه بزرگ 700 هزار دلاری مشترک دریافت می نمایند.

این طومار یکی از صدها نسخه پاپیروس دست نخورده است که در قرن هجدهم از یک ویلای رومی مجلل در هرکولانیوم ایتالیا پیدا شده است. این توده های خاکستر کربن دار که معروف به طومارهای هرکولانیوم هستند، تنها کتابخانه ای هستند که از دنیای باستان به جای مانده اند و شنماینده تر از آن هستند که بتوان این طومارهای پیچیده شده را باز کرد.

از میان گزینه های ارائه شده به وسیله هوش مصنوعی، متن صحیح در تاریخ پنجم فوریه بدست آمد که صدها کلمه را در بیش از 15 ستون متن نشان می دهد و مربوط به حدود پنج درصد از کل طومار است.

برنت سیلز (Brent Seales) دانشمند رایانه در دانشگاه کنتاکی لکسینگتون و یکی از بنیانگذاران این جایزه می گوید: دیگر هیچ کس به امکان پذیر بودن آن شکی ندارد.

طی قرن ها پس از کشف طومارها، بسیاری از مردم سعی نموده اند آنها را باز نمایند و بعضی را از بین ببرند و بعضی را تکه تکه کردند. پاپیروس شناس ها هنوز در حال کار برای رمزگشایی و پیوند متن های تکه تکه شده هستند. اما تکه ها در بدترین شرایط به صورت دست نخورده باقی ماندند و احتمالا به 280 طومار کامل تبدیل شدند. آنها بیشتر در کتابخانه ملی ناپل ایتالیا و تعدادی در پاریس، لندن و آکسفورد نگهداری می شوند.

سیلز نزدیک به 20 سال است که سعی نموده این متون پنهان را رمزگشایی کند. تیم او نرم افزاری را برای باز کردن مجازی سطوح پاپیروس های لوله شده با استفاده از تصاویر توموگرافی کامپیوتری سه بعدی (CT) توسعه دادند. در سال 2019، او دو طومار را از مؤسسه فرانسه در پاریس به شتاب دهنده ذرات منبع نور الماس در نزدیکی آکسفورد برد تا اسکن هایی با وضوح بالا انجام دهد.

با این حال، نقشه برداری از سطوح زمان بر بود و جوهر مبتنی بر کربن مورد استفاده برای نوشتن طومارها، چگالی مشابه پاپیروس در سی تی اسکن داشت و بنابراین تمایز در تصویربرداری غیرممکن بود.

سیلز و همکارانش به این فکر کردند که آیا میتوان مدل های یادگیری ماشینی را برای باز کردن طومارها و تشخیص جوهر آموزش داد یا خیر. اما درک همه داده ها برای تیم کوچک او کار بزرگی بود.

نات فریدمن (Nat Friedman) کارآفرین سیلیکون ولی که پس از تماشای سخنرانی سیلز به صورت آنلاین شیفته طومارهای هرکولانیوم شده بود، به سیلز مراجعه کرد. فریدمن پیشنهاد داد که چالشی برگزار نمایند. او 125 هزار دلار برای راه اندازی این کوشش اهدا کرد و سیلز نرم افزار خود را همراه با اسکن های با وضوح بالا منتشر کرد. این تیم چالش خود را در ماه مارس سال 2023 شروع کردند و جایزه بزرگی را برای خواندن چهار قسمت که هر کدام دست کم 140 کاراکتر دارند، تا انتها سال معین کردند.

فریدمن پیرامون استفاده از هوش مصنوعی برای رمزگشایی متن 2000 ساله سوخته پاپیروس می گوید: کلید موفقیت این مسابقه ترکیبی از رقابت و همکاری بود. جوایز کوچکتری در طول مسیر برای ایجاد انگیزه برای پیشرفت اعطا میشد و کد یادگیری ماشینی برنده در هر مرحله منتشر میشد تا جامعه شرکت نمایندگان را هم سطح تر کند تا شرکت نمایندگان بتوانند پیشرفت های همدیگر را تقویت نمایند.

یک نوآوری کلیدی در اواسط سال گذشته رخ داد، زمانی که کیسی هندمر (Casey Handmer)، کارآفرین آمریکایی و فیزیکدان سابق متوجه بافت ضعیفی در اسکن ها شد که شبیه به گل ترک خورده بود و به نظر می رسید شکل حروف یونانی را تشکیل می دهد. لوک فاریتور (Luke Farritor) دانشجوی کارشناسی علوم رایانه در دانشگاه نبراسکا لینکلن از این بافت برای آموزش یک الگوریتم یادگیری ماشینی استفاده کرد و کلمه پورفیرا به معنای بنفش را آشکار کرد که برای رونمایی از اولین حروف در اواخر ماه اکتبر جایزه را برای او به ارمغان آورد. یوسف نادر (Youssef Nader) دانشجوی مصری مقطع دکترا در برلین که تصاویر واضح تری از متن را دنبال میکرد، رتبه دوم را کسب کرد.

کد آنها در کمتر از سه ماه برای شرکت نمایندگان منتشر شد تا قبل از انتها مهلت دریافت جایزه نهایی در 31 دسامبر مقدار رمزگشایی خود را افزایش دهند.

فریدمن می گوید: ما نگران بودیم. اما در هفته انتهای این مسابقه 18 نسخه ارسالی دریافت کرد. هیات داوران فنی کد شرکت نمایندگان را آنالیز کردند، سپس 12 مورد ارسالی را به کمیته ای از پاپیروس شناس ها ارسال کردند که متن را رونویسی کردند و هر ورودی را از نظر خوانایی ارزیابی کردند. فقط یک نفر به طور کامل معیارهای جایزه را داشت. گروهی که به وسیله فاریتور و نادر تشکیل شده بود، همراه با جولیان شیلیگر (Julian Schilliger) دانشجوی سوئیسی رباتیک در مؤسسه فدرال فناوری سوئیس زوریخ.

فدریکا نیکولاردی (Federica Nicolardi) پاپیروس شناس و داور در دانشگاه ناپل فدریکو دوم می گوید: نتایج باورنکردنی هستند. همه ما از تصاویری که آنها نشان می دادند، کاملا شگفت زده شدیم. او و همکارانش اکنون برای تجزیه و تحلیل متن رمزگشایی شده مسابقه می دهند.

محتوای بیشتر طومارهای هرکولانیوم که پیش تر رمزگشایی شده بود، مربوط به مکتب فلسفی اپیکوریسم است که به نظر می رسد نتیجه کارهای فیلسوفی به نام فیلودموس باشد که در 341 تا 270 سال قبل از میلاد زندگی می نموده است. در متن تازه نامی از نویسنده ذکر نشده است، اما احتمالا به وسیله فیلودموس نوشته شده است.

لاپاتین متصدی آثار باستانی در موزه جی پل گتی می گوید: موضوعات مورد بحث فیلودموس و اپیکور هنوز هم مرتبط هستند. سؤالات اساسی اپیکوریسم سؤالاتی است که همه ما به عنوان انسان با آنها روبرو هستیم. چگونه زندگی خوبی داشته باشیم؟ چگونه از درد دوری کنیم؟ اما او می گوید: دستاوردهای واقعی هنوز در پیش روی ما هستند. آنچه برای من بسیار هیجان انگیز است، چیزی است که این طومار می گوید، اما رمزگشایی این طومار برای رمزگشایی صدها طومار که قبلا از آنها صرف نظر نموده بودیم، خبر خوبی دارد.

احتمالا فلسفه یونانی بیشتری در طومارها وجود دارد. شادمان میشوم اگر آثاری از ارسطو وجود داشته باشد.

این دستاورد بعلاوه احتمالا به بحث در خصوص اینکه آیا تحقیقات بیشتری باید در ویلای هرکولانیوم انجام گردد که تمام سطوح آن هرگز حفاری نشده است، دامن بزند. جانکو و فاولر متقاعد شده اند که کتابخانه اصلی ویلا هرگز پیدا نشد و هزاران طومار دیگر هنوز هم می توانند زیر زمین باشند. به طور گسترده تر، روش های یادگیری ماشینی که به وسیله سیلز و شرکت نمایندگان این چالش ارائه شدند، اکنون می توانند برای مطالعه انواع دیگر متن های رازآلود مانند کارتونیج، نوعی مصالح بازیافتی که اغلب برای مومیایی کردن استفاده می شدند، استفاده گردد.

مرحله بعدی رمزگشایی کل یک اثر است. فریدمن مجموعه تازهی از جوایز چالش وزوویوس برای سال 2024 را با هدف خواندن 85 درصد از یک طومار تا انتها سال اعلام نموده است. اما در این بین او می گوید که رسیدن به این نقطه مثل یک معجزه است.