Afgehakte hoofden en huisdieren: AI helpt bij het identificeren van Nazca-figuren

Een onderzoeksteam onder leiding van Masato Sakai heeft AI gebruikt om in slechts zes maanden 303 voorheen onbekende Nazca geogliefen in Peru te identificeren. De onderzoekers publiceerden hun bevindingen in september 2024 in het Amerikaanse tijdschrift "Proceedings of the National Academy of Sciences". Het artikel is gratis toegankelijk.

Een groot deel van de geogliefen die hierdoor bekend zijn geworden, tonen mensen, afgehakte hoofden en huisdieren. Op basis van de resultaten proberen de onderzoekers ook conclusies te trekken over het doel van de Nazca-figuren.

Wat zijn Nazca geogliefen?

In de periode tussen ongeveer 100 voor Christus en 650 na Christus creëerden mensen uit de Paracas- en Nazca-cultuur lijnen in de grond van de Peruaanse Nazca-vlakte. Ze verwijderden de bovenste rotslaag om de lichter gekleurde ondergrond bloot te leggen of gebruikten stenen en grind om de lijnen te markeren. Sommige lijnen lopen tot wel 20 kilometer recht, andere vormen figuren - zogenaamde geogliefen, oftewel afbeeldingen in het landschap. Ze stellen mensen, gedomesticeerde en wilde dieren, planten en gereedschappen voor.

De bekende geogliefen hebben een diameter van minder dan tien tot enkele honderden meters. Door hun grootte kan de vorm van de figuren alleen van een afstand worden herkend, bijvoorbeeld vanaf de nabijgelegen paden die door mensen werden gebruikt.

In de jaren 1940 begon de zoektocht naar nieuwe geogliefen met behulp van luchtfoto's. Sinds 2004 worden hiervoor ook satellietbeelden gebruikt. In 2020 waren er 430 figuren bekend, waarvan 380 met een relatief kleine gemiddelde grootte van negen meter. Ze zijn verspreid over een gebied van ongeveer 38 kilometer lang en meer dan 20 kilometer breed.

Hoe heeft AI geholpen bij onderzoek

Dankzij de voordelen van luchtarcheologie is het zoeken naar nieuwe Nazca geogliefen moeilijk. Het gebied in kwestie is erg groot en de figuren zijn vaak nauwelijks zichtbaar voor het oog door eeuwenlange erosie. Een AI kan echter worden getraind om patronen te herkennen en kan gegevens veel sneller analyseren dan mensen.

De onderzoekers gebruikten een AI-model dat is gebaseerd op een neuraal netwerk. Het is gespecialiseerd in beeldherkenning en kan zelfstandig leren. Ze voedden het model met hoge-resolutie luchtfoto's van het gebied en de AI zocht naar subtiele patronen en kenmerken die zouden kunnen wijzen op geogliefen. Het grootste probleem was het slechte contrast van de foto's en de beperkte beschikbare trainingsgegevens. De 430 geogliefen die tot nu toe bekend waren, dienden als positieve trainingsvoorbeelden. Om meer trainingsmateriaal te verkrijgen, werden deze ook gespiegeld, geroteerd en van verschillende kleurwaarden voorzien.

De AI gebruikte zijn analyse om waarschijnlijkheidswaarden te berekenen, die als een kleurenschaal op een kaart werden weergegeven. De wetenschappers gebruikten deze waarschijnlijkheden om meer dan 1300 mogelijke overeenkomsten te identificeren. De teams onderzochten de meest veelbelovende hiervan tijdens inspecties ter plaatse tussen september 2022 en februari 2023, waarbij ze drones gebruikten om de gebieden specifiek van bovenaf te onderzoeken.

Uit het onderzoek blijkt dat er 1440 werkuren zijn besteed aan het veldonderzoek - met succes: dankzij de AI-ondersteunde voorselectie en de daaruit voortvloeiende onderzoeken konden de onderzoekers 303 voorheen onbekende geogliefen identificeren.

Welke andere bevindingen zijn er?

De nieuw herkende vormen hielpen het onderzoeksteam ook om conclusies te trekken over het doel van de figuren. De grotere geogliefen die in de grond zijn gekrast, bevinden zich meestal in de buurt van de lange, rechte paden over de Nazca-vlakte. De onderzoekers gaan ervan uit dat deze geogliefen werden gepland en gemaakt door en voor grote gemeenschappen. Ze beelden voornamelijk wilde dieren af en zouden gebruikt kunnen zijn voor grote ceremonies met een ritueel doel.

De kleinere figuren van gestapelde stenen staan daarentegen langs minder doelgerichte paden die kriskras door de vlakte lopen. Volgens het onderzoek zouden ze gebruikt kunnen zijn door individuen of kleine groepen. Volgens het onderzoek tonen de motieven voornamelijk mensen, afgehakte hoofden en gedomesticeerde dieren, vooral lama's. Wilde dieren zoals vogels, apen en zelfs een orka komen daarentegen minder vaak voor. De onderzoekers veronderstellen dat deze figuren gebruikt zouden kunnen zijn om informatie uit te wisselen.

Het onderzoek benadrukt ook dat AI een grote steun kan zijn op het gebied van luchtarcheologie. Het helpt bij het identificeren van sporen uit het verleden op en onder het aardoppervlak. Dit is niet alleen nuttig om kennis te vergaren, maar ook om de historische erfenis te beschermen tegen ontwikkeling of verdere erosie.