Têtes coupées et animaux domestiques : l'IA aide à identifier les figures de Nazca

Une équipe de recherche dirigée par Masato Sakai a utilisé une IA pour identifier 303 géoglyphes de Nazca jusqu'alors inconnus au Pérou en seulement six mois. Les chercheurs ont publié leurs résultats en septembre 2024 dans la revue scientifique américaine "Proceedings of the National Academy of Sciences". L'article est accessible gratuitement.

Une grande partie des géoglyphes ainsi révélés représentent des personnes, des têtes coupées et des animaux domestiques. Sur la base des résultats, les chercheurs tentent également de tirer des conclusions sur l'objectif des figures de Nazca.

Qu'est-ce que les géoglyphes de Nazca?

Entre 100 avant et 650 après J.-C., les civilisations Paracas et Nazca ont tracé des lignes dans le sol de la plaine de Nazca au Pérou. Pour ce faire, ils enlevaient la couche supérieure de la roche afin d'exposer le sous-sol plus clair ou utilisaient des pierres et du gravier pour indiquer les lignes. Certaines lignes vont jusqu'à 20 kilomètres en ligne droite, d'autres forment des figures - appelées géoglyphes, c'est-à-dire des images dans le paysage. Elles représentent des personnes, des animaux domestiques et sauvages, des plantes et des outils.

Les géoglyphes connus mesurent de moins de dix à plusieurs centaines de mètres de diamètre. En raison de leur taille, leur forme n'est visible qu'à distance, par exemple depuis les chemins empruntés par les hommes qui passent à proximité.

Dans les années 1940, on a commencé à rechercher de nouveaux géoglyphes à l'aide de photographies aériennes. Depuis 2004, les images satellites sont également utilisées. En 2020, 430 figures étaient connues, dont 380 d'une taille moyenne relativement petite de neuf mètres. Elles sont réparties sur une zone d'environ 38 kilomètres de long et de plus de 20 kilomètres de large.

Comment l'IA a-t-elle aidé la recherche?

Malgré les avantages de l'archéologie aérienne, la recherche de nouveaux géoglyphes de Nazca est difficile. La zone concernée est très vaste et les figures sont souvent peu visibles à l'œil nu en raison de siècles d'érosion. Cependant, une IA peut être entraînée à la reconnaissance des formes et est capable d'analyser les données beaucoup plus rapidement que les humains.

Les chercheurs ont utilisé un modèle d'IA basé sur un réseau neuronal. Il est spécialisé dans la reconnaissance d'images et peut apprendre de manière autonome. Ils ont alimenté le modèle avec des photos aériennes haute résolution de la zone et l'IA y a recherché des motifs et des caractéristiques subtiles pouvant indiquer la présence de géoglyphes. Le principal problème était le mauvais contraste des photos et les données d'entraînement limitées disponibles. Les 430 géoglyphes connus à ce jour ont servi d'exemples positifs de formation. Afin d'obtenir davantage de matériel d'entraînement, ils ont également été mis en miroir, tournés et dotés de valeurs de couleurs modifiées.

L'IA a calculé, grâce à son analyse, des valeurs de probabilité qu'elle a représentées sur une carte sous forme d'échelle de couleurs. Sur la base de ces probabilités, les chercheurs ont identifié plus de 1300 correspondances possibles. Les équipes ont examiné les plus prometteuses d'entre elles lors de visites de sites entre septembre 2022 et février 2023, en utilisant des drones pour cibler les zones depuis le haut.

L'étude révèle que 1440 heures de travail ont été consacrées aux recherches sur le terrain - avec succès : grâce à la présélection assistée par IA et aux recherches qui en ont résulté, les chercheurs ont pu identifier 303 géoglyphes inconnus jusqu'alors.

Quels sont les autres résultats de l'enquête ?

Les nouvelles formes identifiées ont également aidé l'équipe de chercheurs à tirer des conclusions sur l'objectif des figures. Les géoglyphes les plus grands, gravés dans le sol, sont généralement situés à proximité des longs chemins rectilignes qui traversent la plaine de Nazca. Les chercheurs supposent que ces géoglyphes ont été conçus et réalisés par et pour de grandes communautés. Ils représentent principalement des animaux sauvages et pourraient avoir été utilisés lors de grandes cérémonies à but rituel.

En revanche, les figures plus petites, faites de pierres empilées, sont situées le long de sentiers moins ciblés, qui se croisent et s'entrecroisent dans la plaine. Selon l'étude, elles pourraient avoir été utilisées plutôt par des individus ou des petits groupes. Selon l'étude, les motifs représentent principalement des personnes, des têtes coupées et des animaux domestiqués, notamment des lamas. En revanche, les animaux sauvages, comme les oiseaux, les singes et même un orque, sont plus rares. Ces figures pourraient avoir servi à l'échange d'informations, supposent les chercheurs.

L'étude souligne également que l'IA peut être d'une grande aide dans le domaine de l'archéologie aérienne. Elle aide à identifier les traces du passé sur et sous la surface de la terre. Cela n'est pas seulement utile pour l'acquisition de connaissances, mais aussi pour protéger les vestiges historiques de la construction ou de l'érosion.