Pompéi : un robot tente de reconstituer des fresques

Un projet encore au stade de l’expérimentation et mêlant robotique, vision par PC et archéologie a pour but d’aboutir à une reconstitution des fresques de la Maison des peintres au travail. Des milliers et des milliers de fragments ont été dénichés au fil du temps. Néanmoins, l’assemblage demeure un véritable casse-tête.

Or, depuis quelques semaines, un nouveau participant contribue au titanesque et complexe chantier archéologique de Pompéi. Il se nomme RePAIR et il s’agit … d’un robot ! Plus exactement, c’est un bras robotisé doté d’une main préhensile. Robot assigné au site la Maison des peintres au travail, la machine se penche sur l’assemblage de fresques murales dégradées à cause de la terrible éruption du Vésuve survenue en l’an 79 mais également à cause des bombardements alliés de la seconde guerre mondiale, en 1943. Ce chantier est en cours depuis trois ans par des experts de l’université suisse de Lausanne.

Assemblage d’environ quinze mille fragments de fresques

La machine a été pensée et fabriquée à l’université italienne Ca’Foscari de Venise par rapport au programme Horizon 2020 de la Commission européenne. Finalité : effectuer l’assemblage avec quinze mille fragments dénombrés par les spécialistes et classifiés par les experts. Ces derniers sont stockés dans une sorte de laboratoire, nommé la Casina Rustica.

Ces éléments correspondent à deux murs et au plafond dans deux pièces du bâtiment. Cela correspond à six fresques. La mission n’est pas possible pour des humains. C’est un expert en informatique spécialiste de vision par PC, nommé Marcello Pelillo, et travaillant à l’université de Venise qui l’affirme. Ce dernier est également coordinateur du projet RePAIR. Depuis des décennies, on tente de réassembler ce tout et le projet était presque au point fort. Avec ce robot, l’assemblage est relancé.

Un robot avec une base de scans 3D

Le chantier de Pompéi est un véritable casse-tête. Cela s’apparente à faire un puzzle sans modèle. Puis, il n’y a aucun indice qui dit que telle fresque est liée à tel fragment. En plus, les éléments du puzzle ne s’assemblent pas à la perfection. Ces derniers peuvent être dégradés et certains seront certainement absents. Afin de débuter, chaque élément a subi un scan en 3D et les données qui lui correspondent lui ont été mêlées à une base de données (tailles, architectures, couleurs ainsi que motifs).

Le bras robotique est muni d’une caméra. Il est également connecté à cette base. Tout d’abord, avant même la phase de reconstitution, le robot va voir les fragments, lire leurs spécificités dans la base de données dans le but d’effectuer un tri et par conséquent définir à quelle fresque de quelle pièce ils sont liés.

Une main robotique dotée de capteurs de pression

Le mécanisme de reconnaissance n’a pas eu à subir un entraînement auparavant sur une base d’apprentissage doté d’un étiquetage de données comme en deep learning (apprentissage profond). Avec une telle méthode, le robot apprend de lui-même via des scans. Les retours obtenus des archéologues, s’ils valident ou non ses recommandations, optimisent la suite du travail.

Ces suggestions se dévoilent de deux façons : l’algorithme de reconnaissance n’arrive pas à avoir une probabilité assez grande que des éléments s’assemblent et le robot réclame l’avis aux experts ; ou la machine effectue l’assemblage d’entrée d’une partie et les experts avisent par la suite. Finalement, l’assemblement est fait par le robot. Le système a connaissance d’où chaque fragment est classifié.

La main préhensile est une structure souple munie de différents capteurs de pression robustes. Finalement, d’autres utilisations peuvent être possibles avec ce robot. Par exemple, cette machine peut servir par rapport à la reconstitution de papyrus ou d’artefacts abîmés.