Proyecto de investigación

Desarrollo de aplicaciones de computación para Arqueología [2023]

OBJETIVO GENERAL

Aportar nuevas metodologías informáticas para la investigación arqueológica en las áreas de (a) Modelado de sitios y artefactos arqueológicos en 3D; (b) Visión por computadora; (c) Métodos cuantitativos aplicados a la arqueología.

ANTECEDENTES

El número de folio de este proyecto en el sistema anterior era 1324. La línea de investigación corresponde a la Arqueología Computacional. El proyecto inicio en 2014, y a lo largo de este tiempo se ha concentrado en desarrollar diversas metodologías para facilitar el análisis arqueológico con ayuda de las matemáticas y el procesamiento de datos por medio de computadoras. Durante sus etapas hemos producido: 1. Un método de clasificación de artefactos usando datos categóricos mediante la técnica matemática de Agrupamiento Espectral. 2. Un método para la categorización automática de fragmentos cerámicos (tepalcates) mediante la técnica de "Bolsa de Palabras" 3. Un método para la digitalización 3D de artefactos arqueológicos. 4. Un motor de búsqueda para el reconocimiento y recuperación automática de modelos arqueológicos en 3D, (una especie de Google que en vez de usar palabras de búsqueda utiliza análisis morfológico por computadora). Este año iniciaremos, concentraremos los recursos del proyecto en el desarrollo de una metodología de análisis espacial de sitios (pueblos históricos y/o sitios arqueológicos) a nivel regional, herramienta computacional para analizar redes de sitios arqueológicos, lo cual contribuirá

DESCRIPCIÓN

El proyecto consiste en investigar diferentes tecnologías de la información que pudieran beneficiar el análisis y la difusión del patrimonio arqueológico. Incluye la identificación y evaluación de las mejores técnicas, así como las estrategias para la adopción de las mismas y su adaptación a las necesidades del quehacer arqueológico. Asimismo, incluye el desarrollo de nuevas técnicas y metodologías para hacerlas accesibles a investigadores no-expertos en computación, con lo cual dichos investigadores podrán mejorar su trabajo cotidiano. Durante el ejercicio actual proponemos implementar algoritmos de inteligencia artificial adaptándolos a la clasificación automática de objetos arqueológicos. Paralelamente, planeamos comenzar a desarrollar una aplicación de realidad aumentada en un museo mexicano, para lo cual buscaremos la colaboración del Dr. Gunnar Liestol de la Universidad de Oslo, quien es un experto internacional en el tema de la reconstrucción virtual del patrimonio cultural. Si este proyecto no se lleva a cabo, dejaríamos incompleto el trabajo que comenzamos el año pasado.

IMPACTO

El proyecto mejorará la manera en que se registra, procesa y analiza la información arqueológica. se propone avanzar en dos de las líneas de investigación que ayudarán a otros investigadores a analizar información sobre el pasado de México: La primera línea de investigación, titulada Análisis de redes de sitios arqueológicos a escala regional, consiste en desarrollar e implementar un método para descubrir relaciones significativas en un conjunto de sitios arqueológicos representados por puntos. El método está basado en el concepto de vecindad relativa, que se puede aplicar a grupos de sitios arqueológicos, pero también a pueblos históricos. En contraste con las nociones que usan distancias lineales, como el vecino más cercano, el concepto de vecindad relativa explora las "regiones de influencia" que pertenecen a un par de puntos. Esto permite extraer varios tipos de redes de proximidad utilizando solo las coordenadas espaciales del conjunto de puntos. Como se explica en el documento, los vecindarios relativos pueden revelar de manera más efectiva las relaciones territoriales de los sitios de manera contextual, es decir, a diferentes niveles de resolución. El documento también explica cómo medir dos propiedades de conectividad llamadas integración y control, que son útiles para comprender el grado de accesibilidad y la importancia relativa de cada nodo dentro de la estructura de la red. El 2023 será el primer año dedicado a este tipo de investigación, la cual continuará en años subsecuentes, hasta completar todos los objetivos definidos en este documento. La segunda línea de investigación, titulada Visión artificial y aprendizaje automático para el análisis morfológico de objetos del patrimonio cultural, se centra en el análisis morfológico de objetos arqueológico. Tiene como objetivo crear metodologías genéricas y herramientas computacionales fáciles de usar para el análisis de forma, que eventualmente podrían transformar la práctica de la Arqueología y otros campos de las Humanidades en beneficio de académicos y estudiantes dedicados a describir, interpretar y difundir nuevos conocimientos obtenidos de la morfología de los artefactos. La propuesta de investigación consiste en aplicar una combinación de técnicas de visión artificial, aprendizaje automático y humanidades digitales para analizar la forma de los objetos del patrimonio cultural utilizando modelos digitales 3D. Los beneficios prácticos de este enfoque son crear y probar tipologías basadas en formas, así como reconocer, medir y anotar patrones de formas y diseños con una intervención humana mínima. Gracias a este proyecto, los arqueólogos podrán utilizar su tiempo de manera más racional, dedicando sus mejores esfuerzos a responder preguntas de investigación sobre el significado de sus colecciones de artefactos. La investigación programada para este año es una continuación de la presentada en el 2022, cuyos resultados fueron informados a su debido tiempo. En el año 2023, pretendemos avanzar más en el desarrollo de métodos útiles para el análisis de forma de los artefactos y en la publicación de los resultados obtenidos este año.

NOTAS

  1. Descripción de actividades: Las actividades programadas para este año son las siguientes: 1. Investigación bibliográfica y compilación de artículos sobre los dos temas principales que estudiaremos en el presente ejercicio, a saber, (a) análisis morfológico de objetos arqueológicos (no sólo con visión por computadora como en años pasados, sino especialmente con inteligencia artificial) y (b) métodos para analizar redes de sitios arqueológicos a nivel regional. 2. Investigación sobre los nuevos algoritmos de análisis morfológico por medio de inteligencia artificial en la literatura especializada 3. Investigación sobre análisis de redes aplicables a sitios arqueológicos. 4. Aplicación de los algoritmos seleccionados, tanto en el área de análisis morfológicos de objetos arqueológicos, como de análisis de redes de sitios arqueológicos a nivel regional. Dado que este es un tema no tratado hasta ahora en el proyecto, daremos especial énfasis en la investigación relacionada a dicho tema. 5. Presentación de resultados mediante la redacción de un artículo en donde se describe el trabajo realizado a lo largo del proyecto. 6. Presentación de una ponencia internacional para difundir los resultados del proyecto. 7. Etapa final en la dirección de una tesis dedicada a diseñar un escáner de objetos arqueológicos por medio de la fotogrametría.
  2. Vinculación del proyecto: El proyecto tiene vinculación directa con el Museo del Templo Mayor del INAH, de donde proviene la colección que servirá de estudio de caso para el proyecto. También tenemos vinculación con investigadores del Instituto Potosino de Investigación en Ciencia y Tecnología, con profesionales del Instituto tecnológico Autónomo de México y con investigadores de la Universidad Tecnológica de la Mixteca. Estos grupos colaboran en la investigación matemática involucrada en el proyecto, así como en la implementación de los algoritmos desarrollados durante le proyecto.
Folio SIP
31338
Fecha de inicio
2020-01-01
Fecha de término
2023-12-31

TITULAR DEL PROYECTO

PARTICIPANTES

Colaborador (ctb): Augusto Mejía Pérez, Colaborador (ctb): Diego Alberto Vargas Ángeles, Director de proyecto (pdr): Diego Jiménez Badillo, Colaborador (ctb): Edgar Francisco Román Rangel, Colaborador (ctb): Ignacio Arroyo Hernández, Colaborador (ctb): Juan Alberto Ruiz Hernández, Colaborador (ctb): Salvador Ruiz Correa, Colaborador (ctb): Vilma Denisse González Ruiz