Summer School on H-DATA and ICTs Innovation
11- 13 Settembre 2013, Roma
Sistemi e tecnologie intelligenti per il patrimonio
culturale
L. Bordoni
ENEA-UTICT
[email protected]
https://sites.google.com/a/aixia.it/beni-culturali/Home
Sistemi e tecnologie intelligenti per il
patrimonio culturale
• Perché l’IA?
• Utilizzo di metodologie che trovano
applicazione nella soluzione automatica di
problemi complessi, non trattabili in modo
efficace con metodologie informatiche
tradizionali.
Intelligenza Artificiale
• Si pone due obiettivi fondamentali:
1. la comprensione di entità intelligenti
2. la costruzione di entità intelligenti.
Si tratta di una disciplina molto antica (per
più di 2000 anni i filosofi hanno tentato di
approfondire le modalità di imparare,
ragionare..) anche se formalmente è nata
nel 1956.
Intelligenza Artificiale
• Uno dei primi obiettivi (anni sessanta) ha
riguardato la capacità di dimostrare teoremi.
• Costruire delle macchine capaci di
ragionare, cioè trarre delle conclusioni
logiche.
Intelligenza Artificiale
• Negli anni settanta sono stati affrontati i
problemi riguardanti la definizione di
formalismi per la rappresentazione della
conoscenza.
• Sviluppo di sistemi “basati sulla
conoscenza” cioè contenenti la
rappresentazione esplicita della conoscenza
a un dominio applicativo specifico.
Intelligenza Artificiale
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Elaborazione del linguaggio naturale
Rappresentazione della conoscenza
Ragionamento automatico
Apprendimento automatico
Visione artificiale
Robotica
Beni Culturali
• Anche il settore dei BC così come quello
dell’IA, pur partendo da differenti
metodologie delle rispettive aree di
appartenenza, si occupa di rappresentazione
di conoscenze e di modelli.
IA & BC
• Utilizzo delle tecnologie dell’IA per
consentire di ottimizzare la componente
conoscitiva del “bene” insieme alle sue
molteplici relazioni spaziali e culturali.
Beni Culturali
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Archeologia
Conservazione e Restauro
Musei
Musica
Patrimonio documentale e librario
Patrimonio documentale e librario
• La complessità dell’organizzazione e
accesso all’informazione richiede forme
evolute di rappresentazione, gestione e
supporto all’utente.
• I sistemi tradizionali di ricerca
dell’informazione non sono sempre idonei a
supportare tali funzioni.
Modellazione utente
• Un modello utente, in generale, deve
contenere le informazioni esplicite su tutti
gli aspetti dell’utente corrente per poter
adattare il comportamento di un sistema
interattivo all’utente.
Sistemi di raccomandazione
• Sono stati progettati per predire le
preferenze di un utente usando in modo
collettivo le informazioni acquisite su tutti
gli utenti del sistema.
Patrimonio documentale e librario
• Sistemi per il filtraggio personalizzato
dell’informazione, per la costruzione
automatica di profili utente, per la ricerca
semantica, la disambiguazione del
linguaggio naturale e la classificazione
automatica di documenti in formato
digitale.
Patrimonio documentale e librario
• Sistemi per il reperimento ed indicizzazione
di dati pittorici. Ricerca per contenuto su
database di immagini e video.
• Flessibilità da parte dell’utente di eseguire
ricerche con diversi obiettivi: per categoria,
similarità, target….
Patrimonio documentale e librario
• Utilizzo di soluzioni ontologiche.
Un’ontologia è un sistema strutturato di
concetti e relazioni che viene a costituire
una “mappa” della conoscenza di un dato
dominio.
• Sistema di conoscenza che si compone di
concetti, processi, azioni ed eventi ed il cui
intento è la condivisione di conoscenza del
patrimonio informativo culturale.
Patrimonio documentale e librario
• Nell'ambito dei beni culturali il principale
modello ontologico di riferimento è
rappresentato dal CIDOC-CRM
(Conceptual Reference Model).
• Tale ontologia, standard ISO nel 2006, si
pone come modello di riferimento per il
patrimonio culturale.
Patrimonio documentale e librario
• Il CIDOC-CRM permette di rappresentare,
in modo formale e altamente specifico,
informazioni sui beni culturali relative
anche agli ambiti spaziali e temporali,
supportando quindi operazioni di
ragionamento ed inferenza.
Patrimonio documentale e librario
• RE.MU.NA-ICCD è un modello ontologico
sviluppato a partire dal 2005 che ha come
suo riferimento fondamentale gli standard
catalografici determinati dall’Istituto
Centrale per il Catalogo e la
Documentazione (ICCD).
Patrimonio documentale e librario
• Interrogazione semantica di una e-library
archeologica riguardante un portale e un
insieme di servizi avanzati a supporto della
condivisione di conoscenza sulla Preistoria
e Protostoria in Italia.
(http://archeoserver.it)
• Utilizzo di una ontologia per organizzare,
memorizzare e gestire le informazioni allo
scopo di consentire una modalità di
navigazione basata su percorsi semantici.
Patrimonio documentale e librario
• Realizzazione di un sistema per la
generazione automatica di biografie di
pittori attraverso l’uso dell’ontologia
ArtEquAKT ricavata da documenti da Web.
http://www.aktors.org/technologies/artequakt/
Patrimonio documentale e librario
• CHIP (Cultural Heritage Information
Personalization) è un progetto rivolto alla
creazione di un sistema di raccomandazione
per migliorare l’accesso personalizzato alle
opere presenti nel Rijksmuseum di
Amsterdam.
Patrimonio documentale e librario
• ITtem Recommender (ITR) integra sia il
contenuto statico che descrive le opere
presenti in una collezione che il contenuto
dinamico (tag) prodotto dagli utenti. Il
sistema è stato sperimentato prendendo in
esame 45 dipinti della Pinacoteca Vaticana.
Musei
• Allestimento automatico di musei virtuali: il
sistema MINERVA nato nel 1995.
• Lo sviluppo ha previsto due direzioni:
• 1. supporto per l’allestimento di musei
• 2. creazione di musei virtuali personalizzati
con scopi informativi, didattici e ludici.
Musei
• Minerva archeologico : supporto all’
allestimento di opere provenienti dalla
collezione del Museo Archeologico di
Milano.
• Minerva L’arte dello stucco: supporto alla
fruizione attraverso dei percorsi
personalizzati.
Musei
• Sviluppo di musei virtuali in 3D in cui il
contenuto in 2D e 3D viene presentato
all’interno di un ambiente virtuale. VexCMS (http://hcilab.uniud.it/vex/ ) é un tool
che consente tali realizzazioni.
Musei
• Robot museale : CiceRobot
• CiceRobot è in grado di fare da guida
personalizzata al visitatore di un museo
consentendo anche di interagire ponendogli
delle domande.
• E’ stato sperimentato presso il museo
archeologico regionale di Agrigento.
Musei
• Un passo in avanti riguarda l’introduzione
di un sistema che gestisce gli aspetti
emozionali.
• Ciò favorisce l’interazione con l’utente; il
robot viene percepito come un “umano” in
quanto avente una propria personalità.
Musei
• Visita personalizzata: il progetto PEACH
(Personal Experience with Active Cultural
Heritage) con tecnologia mobile e la modellazione
utente si è realizzato un nuovo concetto di guida
mobile, basato su palmare, che “accompagna” il
visitatore. Il sistema è stato sperimentato presso il
Castello del Buonconsiglio a Trento
Museo diffuso
• Interviene nello spazio della comunità, nel
suo divenire storico, proponendo "come
oggetti del museo" non solo gli oggetti della
vita quotidiana ma anche i paesaggi,
l’architettura, il saper fare, le testimonianze
orali della tradizione, ecc...
• Museo diffuso urbano di Ancona
http://www.museodiffusoancona.it/
Archeologia
• Ricostruzione di contesti archeologici.
• Utilizzo di tecniche di modellazione e
visualizzazione 3D su reperti acheologici.
• Sistemi di supporto alle decisioni per
l’indagine archeologica.
• Tecnologia mobile e modellazione utente
per visite personalizzate.
Archeologia
Ricostruzione di contesti archeologici
• Roma Reborn: modello virtuale navigabile
in tempo reale e facilmente aggiornabile .
• Ipotesi di ricostruzione della Villa di Livia
esempio di “virtual storytelling” così come
realizzato per il sito archeologico di Capo
Colonna in cui la mitologia è raccontata
attraverso un gioco.
Un caso rilevante:
gli acquedotti di epoca romana
(III secolo a.C. – III secolo d. C.)
Gli acquedotti romani
• Resti archeologici di opere monumentali, di
grande interesse architettonico, ingegneristico ed
idraulico.
• Poco studiati: Ashby, Lanciani, Corbellini,
Ducci, Van Deman, di Fenizio e pochi altri.
• Inoltre: incuria e sistematica mancanza di mezzi
le cause del loro progressivo disfacimento.
Consentirne la più vasta fruizione:
la tecnologia Web-GIS
• Accedere alle informazioni cartografiche ed
utilizzare le funzionalità GIS su rete Internet
attraverso una web application con un normale
browser.
• Rendere disponibili ulteriori funzionalità
attraverso lo sviluppo di specifici programmi.
• Integrare foto, filmati, suoni ed informazioni.
Un prototipo (…..anzi, due)
La componente GIS
• Vettorializzazione dei tracciati degli acquedotti
seguendo la Carta dell’Agro Romano
(Sovrintendenza Comunale ai Beni Culturali di
Roma).
• Undici acquedotti, tracciati distinti in superficiali,
sotterranei, ipotetici.
• Inserimento degli elementi di rilevanza storicoartistica.
• Inserimento di limiti amministrativi, corsi fluviali,
rete viaria.
Rappresentazione vettoriale degli acquedotti
Zoom sul territorio del Comune di Roma
Zoom sull’Acquedotto Alexandrino e presenza
di elementi storico-artistici
Un prototipo (…..anzi, due)
La componente Web-GIS
• Sviluppo di una web application per l’accesso
tramite un normale browser su rete Internet.
• Web application sviluppata in Java in ambiente
AlovTimeMap (sistema Web-GIS open source –
Università di Sidney).
• Disponibilità di funzionalità standard: zoom, pan,
calcolo distanze.
• Introduzione di funzionalità di ricerca più fini: per
nome dell’acquedotto, per epoca, per lunghezza,
dislivello e pendenza.
Epigrafi della Via Appia
• Sistema WebGis per la fruizione delle
epigrafi sulla Via Appia. Il sistema presenta
una selezione di circa cinquanta reperti
epigrafici, tutti di destinazione sepolcrale,
provenienti dal tratto urbano della Via
Appia, compreso tra Porta Capena ed il
Grande Raccordo Anulare.
Epigrafi della Via Appia
• La produzione della carta delle dislocazioni delle
epigrafi ha consentito di:
• ricostruire gli spostamenti che hanno interessato i
reperti;
• fornire informazioni riguardo l’attuale assetto e
disposizione dei reperti epigrafici;
Epigrafi della Via Appia
• studiarne
le
correlazioni
basandosi
su
caratteristiche specifiche come il secolo di
appartenenza, la professione dei relativi defunti e
la loro condizione sociale;
• creare un database di reperti archeologici
georeferenziati.
Epigrafi della Via Appia
Intelligent Tourism System
Analisi del segnale
Gps
Localizzazione
dell’utente
In Piazza Flavio Gioia
Fornitura di
informazioni
contestualizzate
Conservazione e Restauro
• Tecniche di ricomposizione virtuale per
poter formulare delle ipotesi di
ricostruzione e/o formulare un modello di
restauro;
• Riproduzione come scoperta, Ipotesi
prima dell’azione, Trasportabilità.
Conservazione e Restauro
• Riproduzione come scoperta.
Lo scenario di interesse dell’utilizzatore può
venire presentato al massimo grado di
definizione, superando persino la capacità
di messa a fuoco dell’occhio umano.
Conservazione e Restauro
• Ipotesi prima dell’azione. E' possibile dare
vita ad un modello di restauro, di
risistemazione delle componenti, senza che
il bene reale subisca la benché minima
alterazione. E' possibile quindi presentare il
risultato, consentendo a ciascuno di "viverci
dentro" e di valutare, a priori, quali
sarebbero gli effetti di un'azione reale,
modulando le soluzioni e potendo recepire
in anticipo critiche e suggerimenti.
Conservazione e Restauro
• Trasportabilità.
L’opera virtuale è riproducibile e
trasportabile ovunque. La Tomba di
Nefertari ne rappresenta un esempio,
ricostruirla virtualmente è servito a
trasportarla in più continenti e a preservarla
per le generazioni future.
Conservazione e Restauro
• Quando nell’opera originale le mancanze
sono molto estese e quanto si deve
ricostruire è superiore a quanto resta, quasi
sempre si è in grado di formulare
ricostruzioni ipotetiche ad un qualche
livello di maggiore o minore completezza
ed in questo caso si può allora utilmente
operare sulla riproduzione. Ciò consente la
formulazione di più ipotesi senza essere
costretti a sceglierne una.
Conservazione e Restauro
• La lastra ceretana in terracotta con figura di
guerriero, conservata al Museo di Cerveteri,
che continua a suscitare l’interesse degli
studiosi per la singolarità del tema
iconografico, ha offerto lo spunto per due
ipotesi di ricostruzione.
Lastra in terracotta di epoca etrusca – Cerveteri
Ricostruzione virtuale di possibili scenari originali
Lastra in terracotta di epoca etrusca – Cerveteri
Proposta ricostruttiva
Restauro
• Strumenti a supporto dell’attività di analisi
dei cretti: trovare correlazione tra un cretto
e la tecnica di esecuzione dell’opera. La
loro analisi consente di verificare
l’autenticità, l’uso dei materiali e la struttura
dell’opera.
Restauro
• Il sistema RESTART analizza, individua e
classifica i cretti di un’opera figurativa.
Musica
• Principali temi di interesse:
1. il recupero delle partiture in formato
cartaceo;
2. il recupero e la conservazione di media
audio;
3. lo studio e la realizzazione di basi dati per
la musica;
4. di modelli di protezione, di fruizione e di
distribuzione del patrimonio culturale
musicale (verso la didattica).
Musica
• Progetto MIROR il cui intento è validare e
sviluppare una nuova piattaforma per
l'apprendimento e l'insegnamento della
musica. La piattaforma è dedicata
all’improvvisazione, composizione e bodyperformance. Ciò nasce da studi sulla
relazione tra le caratteristiche del
movimento corporeo e l’apprendimento del
ritmo.
Musica
• Studi e ricerche presso l’Università di
Genova sulla possibilità di spiegare e
misurare l’interazione sociale non verbale,
come accade con la musica. L´esperienza
dell´ascolto e dell´interpretazione musicale
di gruppo sono indagati allo scopo di creare
modelli computazionali in grado di misurare
empatia, emozioni, leadership, ……
Musica
• Legame tra neuroscienze e musica nel progetto
europeo SIEMPRE dedicato ai sistemi per
l'analisi in tempo reale di espressività ed
empatia coordinato da Casa Paganini –
InfoMus, di Genova.
• La qualità espressiva di un movimento,
viene tradotta dalle tecnologie in una mappa
emozionale, capace di fornire in tempo reale
una interpretazione sonora.
Musica
• ECLAP (European Collected Library of
Artistic Performance) http://www.eclap.eu/
é un archivio online di tutte le arti dello
spettacolo in Europa e fornisce soluzioni e
strumenti per aiutare le istituzioni artistiche
delle arti dello spettacolo ad entrare
nell’Europa digitale.
Conclusioni
• E’ stato definito uno spazio interdisciplinare
abbastanza significativo;
• Difficoltà di coinvolgimento degli operatori
dei vari settori;
• Continuare il lavoro intrapreso nell’ottica di
una prospettiva interdisciplinare.