Młodzi programiści do spółki ze sztuczną inteligencją odszyfrowali treść bezcennych papirusów z biblioteki w Herkulanum, zniszczonej podczas wybuchu Wezuwiusza w 79 roku n.e.
Jak poinformował na platformie X Nat Friedman, amerykański przedsiębiorca i specjalista w dziedzinie nowych technologii, współorganizowany przez niego konkurs Vesuvius Challenge 2023 został właśnie rozstrzygnięty, a nagroda w wysokości 700 tys. dolarów powędruje do trzech zwycięzców – Jouseffa Nadera, doktoranta w dziedzinie uczenia maszynowego z Berlina, Luke’a Farritora, utalentowanego młodego programisty z Nebraski, oraz Juliana Schilligera, studenta robotyki z ETH Zurich. Dokonali oni czegoś niezwykłego – wpadli na pomysł, jak odczytać treść papirusów spopielonych podczas wybuchu Wezuwiusza w 79 n.e.
Tajemnica papirusów
Cała ta historia rozpoczęła się ponad 200 lat temu, w czasie pierwszych wykopalisk prowadzonych w Herkulanum – jednym z dwóch miast pogrzebanych żywcem w czasie katastrofalnego wybuchu Wezuwiusza. Dwa starożytne miasta, Herkulanum i Pompeje przestały wtedy istnieć, zbombardowane rozgrzanymi do czerwoności bryłami skał, a potem pokryte wielometrową warstwą gorących popiołów. Kiedy w XVIII w. dokopano się do pozostałości Herkulanum, odkryto między innymi bibliotekę ze zwojami spopielonych, przypominających czarne kawałki drewna papirusów. Znajdowała się ona w pozostałościach willi, tzw. Willi Papirusów, należącej do rzymskiego patrycjusza Pizona. Wydobyto z niej około 800 sztuk zwojów (całkiem możliwe, że jeszcze nie wszystkie, bo prace wykopaliskowe wciąż trwają). W XVIII i XIX w. próbowano je rozwijać, licząc na to, że w środku może zachowały się jakieś napisy. I rzeczywiście, część rękopisów udało się rozszyfrować, przynajmniej fragmentarycznie, odczytano m.in. teksty greckiego filozofa Filodemosa.
Niestety większość papirusów była w fatalnym stanie, zwęglone na popiół, nie do rozwinięcia. W stanie takim, jak zostały wydobyte, przechowywane były w muzeum w Neapolu. W XX w. próbowano je badać coraz bardziej zaawansowanymi metodami, między innymi za pomocą prześwietlania promieniami rentgenowskimi. Na powstałych skanach widać było zarysy jakichś słów i liter, ale jak je odcyfrować ze zwiniętego w wiele sklejonych ze sobą warstw rulonu? Jak złożyć je w sensowną całość?
Wirtualne rozwijanie zwojów
Dokładne zbadanie zwojów było od lat marzeniem prof. Brenta Sealesa z University of Kentucky, który dopracował techniki skanowania zwojów za pomocą tomografu komputerowego i ich analizy komputerowej, To on wpadł na pomysł, że choć ludzie nie są w stanie z kawałków prześwietlonych zwojów złożyć większych całości i zrozumieć znaczenie pojedynczych liter i słów, to być może będzie w stanie to zrobić sztuczna inteligencja. Tylko ona ma dość mocy obliczeniowej, żeby wirtualnie „rozwinąć” papirusy, stworzyć w komputerze ich dwuwymiarowe modele, w których wszystkie litery i słowa wskoczą na swoje miejsce i nabiorą sensu. Swoje pomysły prof. Seales przetestował na zwoju z Ein Gedi, znalezionym w izraelskim regionie Morza Martwego. Udało mu się wirtualnie rozwinąć i odczytać większą część zwoju.
Ale z papirusami wezuwiańskimi sprawa była o wiele trudniejsza. Były one zwęglone, więc odczytanie liter było niemożliwe przy użyciu techniki i programów prof. Sealesa. I w tym momencie na scenę historii wkroczył Nat Friedman, będący wówczas dyrektorem generalnym GitHub Inc., ogromnej platformy do tworzenia oprogramowania, a prywatnie fascynat historii starożytnego Rzymu. 15 marca 2023 r. Nat Friedman, wspólnie z inżynierem i inwestorem z Krzemowej Doliny Danielem Grossem i prof. Brentem Sealesem ogłosili wyzwanie Vesuvius Challenge.
Przedmiotem wyzwania było odczytanie fragmentów czterech pierwszych zwojów, zeskanowanych superdokładną metodą – w akceleratorze cząstek Diamond Light Source w pobliżu Oksfordu. Friedman opublikował w internecie te skany i zaoferował nagrody o wartości ponad 1 mln dol. dla programistów, inżynierów, specjalistów od sztucznej inteligencji z całego świata, za opracowanie algorytmów odczytujących skany, wychwytujących w nich ślady zapisanych liter i składających prześwietlone fragmenty zwojów w możliwą do odczytania całość. Aby zdobyć główną nagrodę, trzeba było odczytać cztery fragmenty jednego zwoju po 140 liter każdy, z możliwością odczytania co najmniej 85 proc. liter.
Młodzież siada przed komputery
Wyzwanie podjęło wielu programistów z całego świata, wśród nich trzech młodych inżynierów i specjalistów od nowych technologii, między innymi od początku w programistycznych zmaganiach udział brał również Luke Farritor, który wcześniej zdobył rozgłos pisząc inteligentne oprogramowanie dla misji Starship SpaceX. Skupił się na tworzeniu algorytmów wykrywających ślady atramentu na papirusie i generowaniu ich oryginalnego kształtu.
W pierwszej połowie 2023 r. Farritorowi udało się zidentyfikować pierwsze 10 liter z jednego ze zwojów. Filolodzy klasyczni stwierdzili, że układają się one w greckie słowo „fioletowy”. Za to osiągnięcie młody programista otrzymał od Friedmana nagrodę „First Letters” w wysokości 40 tys. dol. Drugą nagrodę w październiku 2023 r. dostał Egipcjanin Youssefem Nader, studiujący w Berlinie, któremu udało się połączyć w czytelną całość kilka kolumn tekstu. Ale to był dopiero początek. W drugiej połowie 2023 r. Farritor połączył swoje siły z Naderem i Julianem Schilligerem, który zdobył trzy nagrody Segmentation Tooling za pracę w programie Volume Cartographer, umożliwiającym trójwymiarowe mapowanie obszarów papirusu. Schilliger napisał też algorytm ThaumatoAnakalyptor, który umożliwił szybkie generowanie segmentów papirusu w komputerze.
Gdy tych trzech pasjonatów i jednocześnie utalentowanych inżynierów połączyło siły, praca ruszyła błyskawicznie. Do końca 2023 r. udało im się połączyć w całość kilkanaście kolumn tekstu z całymi akapitami możliwymi do odczytania. Tłumaczenie i badanie tekstu wciąż trwa, ale na dzisiaj uczeni są przekonani, że tekst jest kolejnym dziełem Filodemusa, skupiającym się na przyjemnościach płynących z muzyki i jedzenia oraz ich wpływie na zmysły.
Szukanie technologii i komputerowych geniuszy
Oczywiście, zespołowi Vesuvius Challenge zależy na kontynuowaniu pracy i rozwinięciu większej liczby zwojów. Jednak będzie to kosztowało fortunę, bo jeden z etapów rozwijania zwojów jest szczególnie kosztowny i długotrwały. „To śledzenie powierzchni papirusu wewnątrz skanu zwoju. Obecnie stosujemy śledzenie ręczne wspomagane różnymi algorytmami. Jest to dość drogie – około 100 dol. za centymetr kwadratowy. Do tej pory wydaliśmy około 200 tys. dol. Pełne zwoje mają szerokość od 10 cm do 20 cm i długość do 15 metrów. Przy obecnych technikach rozwinięcie całego zwoju może kosztować od 1 do 5 mln dol. Biorąc pod uwagę, że do przeczytania jest 800 zwojów, rozwinięcie ich wszystkich może kosztować setki milionów, a nawet więcej” – czytamy na stronie Vesuvius Challenge.
Dlatego technologia wymaga usprawnienia, uczynienia jej bardziej dostępną, co – jak twierdzą inicjatorzy konkursu, będzie celem na następny rok. Dla uczestników zostaną ufundowane kolejne nagrody za każdy postęp w tej pracy, a Friedman postawił sobie za punkt honoru, aby do końca 2024 r. przeczytać 90 proc. czterech pierwszych zwojów. Dla zespołu, który zrobi to jako pierwszy, przewidziana jest nagroda 100 tys. dolarów.
Źródło: Vesuvius Challenge, Scrollprize.com, Bloomberg.com
