Herculaneumin kääröt avautuvat tekoälyn avulla

Hiiltyneet papyrukset olivat vuosisatojen ajan lähes lukukelvottomia. Virtuaalinen avaaminen ja koneoppiminen muuttivat mahdottomalta näyttäneen ongelman tutkimuskohteeksi.

Herculaneumin kääröt näyttivät pitkään olevan samaan aikaan olemassa ja tavoittamattomissa. Vesuviuksen purkauksen alle jääneen kaupungin arkeologiselta alueelta on löydetty noin 1 800 papyruskääröä, mutta ne ovat hiiltyneet niin pahoin, ettei niitä ole voitu avata turvallisesti.

Sitten tapahtui jotain, mikä vielä vähän aikaa sitten olisi kuulostanut tieteiskirjallisuudelta. Vuonna 2024 opiskelijoista koostunut tutkijaryhmä onnistui avaamaan yhden käärön virtuaalisesti ja lukemaan sen kirjoitusta koneoppimisen avulla.

Ville Mäkipelto avaa läpimurtoa Herculaneumin kääröjä käsittelevässä videossaan. Tarina sopii kiinnostavasti myös osaksi laajempaa keskustelua, jota käydään suomenkielisillä teknologia- ja tekoälykanavilla: mitä tekoäly todella osaa tehdä, kun sille annetaan tarkasti rajattu ongelma?

Katastrofi sulki kokonaisen kirjaston

Herculaneum oli antiikin Rooman aikana yläluokan suosima kesäkaupunki. Lähes 2 000 vuotta sitten Vesuviuksen purkaus hautasi kaupungin ja samalla papyruskokoelman, jonka sisältö jäi vuosisadoiksi pimentoon.

Kääröjen kohdalla säilyminen on ollut julma paradoksi. Tekstit eivät kadonneet kokonaan, mutta kuumuus muutti papyrukset hauraiksi, mustiksi kappaleiksi. Yritys avata niitä fyysisesti saattoi samalla tuhota juuri sen kirjoituksen, jota yritettiin pelastaa.

Ongelma ei siis ollut vain siinä, ettei tekstiä nähty. Tutkijoiden piti päästä käärön sisään muuttamatta sitä murusiksi. Videolla vanhoja lukuyrityksiä käsitellään kohdasta 04:48 alkaen, ja virtuaaliseen avaamiseen siirrytään noin kohdassa 07:08.

Lukeminen alkoi avaamatta kääröä

Virtuaalinen avaaminen tarkoittaa käytännössä sitä, että kääröstä muodostetaan digitaalinen esitys. Sen kerroksia voidaan tarkastella ja suoristaa laskennallisesti ilman, että haurasta esinettä avataan fyysisesti.

Pelkkä digitaalinen malli ei kuitenkaan vielä tee musteesta näkyvää. Tässä koneoppiminen astui mukaan: sen avulla aineistosta voitiin tunnistaa kirjoitukseen viittaavia piirteitä, joita ihmissilmä ei pystynyt suoraan erottamaan hiiltyneestä pinnasta.

Tekoäly ei siis herännyt aamulla lukemaan antiikin filosofiaa. Sen ympärille tarvittiin digitointia, laskennallista käsittelyä, historiantutkimusta ja ihmisiä, jotka osasivat tulkita esiin nousseita merkkejä.

Läpimurto ei syntynyt siitä, että käärö avattiin rohkeammin, vaan siitä, että koko ongelma määriteltiin uudelleen.

Nature-lehden kuvaama läpimurto on hyvä muistutus tekoälyn todellisesta voimasta. Näyttävin tulos ei aina synny yleiskäyttöisestä chatbotista, vaan menetelmästä, joka ratkaisee yhden vaikean ja täsmällisesti rajatun tehtävän.

Avoin kilpailu vauhditti läpimurtoa

Vuoden 2024 onnistuminen syntyi kilpailussa, joka kutsui uusia ratkaisijoita yhteisen ongelman äärelle. Vesuvius Challengen voittajaratkaisu osoittaa, miten tutkimuksen aineisto, tekninen haaste ja selkeä tavoite voivat houkutella mukaan tekijöitä myös tuttujen piirien ulkopuolelta.

Videolla opiskelijaryhmän läpimurtoa käsitellään kohdasta 08:19 alkaen. Olennaista ei ole vain tekijöiden nuoruus, vaan se, että vaikea ongelma pilkottiin osiin, joita erilaisilla taidoilla varustetut ihmiset pystyivät ratkaisemaan.

Tämä on vastalääke ajatukselle, että innovaatio olisi yhden neron salama kirkkaalta taivaalta. Käytännössä läpimurto syntyy usein vasta, kun arkeologia, ohjelmistot, koneoppiminen ja kielten tuntemus kohtaavat saman pöydän ääressä.

Teksti palautti antiikin ihmisen lähelle

Kun merkkejä saatiin näkyviin, kääröstä paljastui mielihyvää käsittelevää filosofista tekstiä. Paljastuneita tekstikatkelmia käsittelevä tutkimus muistuttaa samalla, ettei yhden käärön osittainen lukeminen tarkoita koko kirjaston arvoituksen ratkeamista.

Silti juuri sisältö tekee teknisestä saavutuksesta koskettavan. Hiiltynyt esine ei ole enää vain arkeologinen löytö, vaan väylä ihmisen ajatuksiin: mitä hyvä elämä tarkoittaa, mistä nautinto syntyy ja miksi nämä kysymykset askarruttivat jo antiikin aikana?

Teknologian tehtävä ei tässä tapauksessa ollut korvata humanistista tutkimusta. Se avasi sille oven, joka oli pysynyt kiinni lähes kaksi vuosituhatta.

Sama ajattelu toimii myös yrityksissä

Ongelma ennen mallia

Herculaneumin tarinassa tekoäly ei ollut lähtöpiste. Ensin oli tarkka ongelma: miten nähdä käärön sisään rikkomatta sitä? Vasta sen jälkeen voitiin arvioida, millaista aineistoa, osaamista ja koneoppimista ratkaisu edellytti.

Sama järjestys auttaa myös yrityksiä. Mallin valitseminen ennen käyttötapauksen määrittelyä johtaa helposti näyttävään kokeiluun, joka ei muuta asiakkaan arkea tai yrityksen tulosta. Tätä näkökulmaa kannattaa pitää mukana myös tekoälytoimittajaa arvioitaessa.

Pieni signaali voi avata suuren mahdollisuuden

Tutkimusryhmän ei tarvinnut ratkaista kaikkea yhdellä kertaa. Ensin piti osoittaa, että kirjoitusta voidaan ylipäätään tunnistaa. Yritysmaailmassa vastaava askel on pienin toimiva versio eli MVP: rajattu toteutus, jolla testataan tärkein oletus ennen suurempaa investointia.

Samalla tarvitaan tervettä realismia. Mallien kyvykkyyksiä voidaan nostaa nopeasti, mutta lopputuloksen laatu riippuu edelleen aineistosta, työnkulusta ja ihmisen arvioinnista. Tekoälyn katon ja lattian ero näkyy juuri tällaisissa projekteissa: huippusuoritus voi olla hämmästyttävä, vaikka luotettava arki vaatii paljon työtä.

Mitä tästä voi oppia?

Herculaneumin kääröt tarjoavat kolme käytännöllistä oivallusta niin tutkijoille kuin yrittäjille:

• Määrittele este uudelleen. Jos esinettä ei voi avata fyysisesti, sen voi ehkä avata digitaalisesti.
• Yhdistä erilaiset osaajat. Vaikea innovaatio syntyy harvoin vain yhden alan työkaluilla.
• Etene todennettavasta signaalista. Pieni onnistuminen voi osoittaa, että mahdottomalta näyttänyt suunta onkin mahdollinen.

Tekoälyn suurin lupaus tieteessä ei ehkä ole valmis vastaus, vaan pääsy aineistoon, jota ihminen ei aiemmin voinut edes tarkastella.

Tekoäly ei ratkaissut Herculaneumin arvoitusta yksin, eikä työ ole valmis. Se kuitenkin muutti ratkaisemattomalta näyttäneen mysteerin tutkimusohjelmaksi. Joskus suurin läpimurto on juuri siinä: suljettu ovi muuttuu ongelmaksi, jota voidaan viimein ryhtyä avaamaan.

▶

Lähteet

• MUINAINEN MYSTEERI RATKESI | Tekoäly paljasti palaneen Herculaneumin käärön salat — Ville Mäkipellon video ja artikkelin ensisijainen lähtöaineisto.
• Vesuvius Challenge – Grand Prize — Kilpailun voittajaratkaisun esittely.
• AI helps scholars read scroll buried by Vesuvius eruption — Nature-lehden uutinen vuoden 2024 läpimurrosta.
• The Final Columns of PHerc. Paris 4 Revealed Through Virtual Unwrapping — Virtuaalisesti avatusta kääröstä paljastunutta tekstiä käsittelevä tutkimus.