Wenn KI hilft, das Kulturerbe zu bewahren

Acht Jahrhunderte Witterungseinflüsse haben dem Straßburger Münster nichts anhaben können, doch der Klimawandel wirkt anders: Er greift still, beharrlich und unerbittlich an. Französische Restauratoren setzen KI ein, um dem entgegenzuwirken – ein Modell, das die zukünftige Entwicklung von Kulturerbestätten vorhersagen kann, noch bevor die ersten Risse sichtbar werden.

Fort St. Angelo, von oben gesehen, in Birgu, Malta. Foto: saiko3p/stock.adobe.com

Wie viel breiter wird ein Riss in einem Sandsteinturm in 50 Jahren? Dieser scheinbar unbeantwortbaren Frage geht ein Team französischer Wissenschaftler mithilfe von Daten und Algorithmen nach. Ziel ist nicht nur der Erhalt des Bauwerks, sondern auch die Umwandlung dieser Daten in konkrete Informationen, die politische Entscheidungsträger beeinflussen und das Verantwortungsbewusstsein der Öffentlichkeit stärken können.

Maschinen beibringen, anstelle von menschlichen Augen zu „sehen“.

Die eigentliche Herausforderung besteht nicht darin, „KI zum Fotografieren von Kulturerbe einzusetzen“, sondern vielmehr darin, wie eine Maschine den Verfall verstehen kann – ein Konzept, das untrennbar mit menschlicher Wahrnehmung, Sprache und Perspektive verbunden ist.

Ann Bourgès, leitende Wissenschaftlerin für Konservierung am Forschungs- und Restaurierungszentrum für französische Museen des französischen Kulturministeriums, legte den Grundstein für das Projekt. Seit 2022 betreut Bourgès gemeinsam mit zwei Kollegen zwei Promotionsprojekte mit den Doktoranden Adèle Cormier und David Roqui. Die beiden Pilotstandorte wurden bewusst ausgewählt: der achteckige Sandsteinsockel des Straßburger Münsters – ein gotisches Bauwerk aus dem 13. Jahrhundert im Stil der Rayonnant-Gotik, das den strengen Wintern und sengenden Sommern des Kontinents trotzt; und die archäologische Stätte Bibracte bei Autun in Burgund – eine gallische Siedlung, die Ende des 19. Jahrhunderts erstmals ausgegraben wurde.

Roquis Mission war es, KI nicht nur das Lesen von Daten beizubringen, sondern auch das „Sehen“. Laut The Art Newspaper bedeutete dies, das Modell darauf zu trainieren, Risse in Fotografien zu erkennen und anschließend zwei zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommene Fotos zu vergleichen, um die Rissverbreiterung zu bestimmen. Das Forschungsteam stand vor zwei großen Herausforderungen: dem Verhältnis globaler Phänomene zu den spezifischen mikroklimatischen Eigenschaften der einzelnen Kulturerbestätten und der fehlenden Standardisierung kommerzieller Messgeräte. Um diese Hürde zu überwinden, nutzte das Projekt Wärmebildkameras – eine Technologie, die Wassereintritt und Mineralablagerungen in Gesteinen sichtbar macht, die mit bloßem Auge nicht erkennbar sind.

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Die ersten Ergebnisse sind sehr vielversprechend. Laut dem Peer Community Journal erreichte das multimodale Modell, getestet mit Daten des Straßburger Münsters, eine Genauigkeit von 76,9 % und einen F1-Score von 77,0 % – eine Verbesserung von 43 % gegenüber herkömmlichen KI-Architekturen wie VisualBERT oder Transformer und von 25 % gegenüber einem reinen PerceiverIO-Modell. Noch bemerkenswerter ist, dass die Sensordaten einzeln betrachtet nur eine Genauigkeit von 61,5 % und die Bilddaten lediglich 46,2 % erreichten – ein Beweis dafür, dass die wahre Stärke in der Kombination beider Informationsquellen liegt.

Globale Ambitionen

Die beeindruckenden technischen Daten sind nur der Anfang. Bourgès und ihre Kollegen verfolgen ein viel größeres Ziel: Sie wollen ein Werkzeug entwickeln, das jedem Naturschützer oder Archäologen weltweit zur Verfügung steht, unabhängig vom lokalen oder nationalen Budget.

Laut The Art Newspaper wird die gesamte Methodik des Projekts als Open Source veröffentlicht und in die Espadon-Plattform integriert – ein nationales Projekt, das vom französischen Kulturministerium initiiert wurde, um das Kulturerbe mithilfe von Augmented-Reality-Technologie zu digitalisieren und gleichzeitig Forschern Zugang zu allen bekannten Daten über jedes Gebäude zu ermöglichen.

Das erklärte Ziel, wie Frau Bourgès deutlich formulierte, lautet: „Wir möchten, dass Nutzer visualisieren können, wie sich ihr jeweiliger Standort im Laufe der Zeit im Verhältnis zum lokalen Klima verändert.“ Anstelle umfangreicher, datenbasierter wissenschaftlicher Berichte erstellt das Tool eine visuelle Darstellung: Wie viel Putz oder Farbe dieser Wand wird nach 100 Jahren verloren gehen?

Dies ist die Dimension jenseits der reinen Wissenschaft, die Frau Bourgès – zugleich Generalsekretärin des französischen Zweigs des Internationalen Rates für Denkmalpflege (ICOMOS) – hervorhebt: „Es ist ein Mittel, um die Auswirkungen der Klimakrise zu erfassen und anschaulich darzustellen. Wenn man den Menschen ein Bild zeigt, wie ihre Mauer innerhalb von 100 Jahren die Hälfte ihres Putzes verliert, werden sie es sofort verstehen.“ Und genau deshalb sei der Bedarf an einem solchen Instrument so groß und dringlich: „Ob Denkmalpfleger oder Archäologe, jeder möchte wissen, was zu tun ist. Doch um zu wissen, was zu tun ist, muss man wissen, was passieren wird.“

KI für die Denkmalpflege: Ein europaweites Bild

Vereinigte Staaten - Vietnam: Nicht verpassen

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Das französische Projekt ist nur eines von vielen ähnlichen Projekten.
Das von der EU mit fast 6 Millionen Euro geförderte Projekt HYPERION wird derzeit in Rhodos (Griechenland), Venedig (Italien), Tønsberg (Norwegen) und Granada (Spanien) erprobt. Die Besonderheit von HYPERION liegt in der Einbindung der lokalen Bevölkerung in den Überwachungsprozess über eine mobile Anwendung, wodurch jeder Passant zu einem „lebendigen Sensor“ wird. Das vom Marie-Skłodowska-Curie-Programm geförderte Projekt YADES konzentriert sich auf das Kulturerbe in Zypern, Griechenland und Italien und umfasst 80 Rotationsreisen zwischen verschiedenen Organisationen, um die Integration der Technologie in die lokale Gemeinschaft zu gewährleisten.

Drei Projekte, drei Ansätze – aber die gleiche Erkenntnis: KI kann den Menschen bei der Bewahrung des kulturellen Erbes nicht ersetzen, aber sie kann dem Menschen helfen, besser zu verstehen, was verloren geht, damit rechtzeitig eingegriffen werden kann.

Quelle: https://baodanang.vn/khi-ai-giup-bao-ton-di-san-3339586.html