L’intelligence artificielle « découvre » 303 nouveaux personnages dans le désert de Nazca | Science

A l’aide d’un système d’intelligence artificielle (IA), un groupe d’archéologues a découvert en quelques mois presque autant de géoglyphes dans le désert de Nazca (Pérou) qu’au siècle dernier. Le grand nombre de nouvelles figures a permis à leurs découvreurs de différencier deux grands types et d’offrir une explication des raisons ou fonctions possibles qui ont conduit leurs créateurs il y a plus de 2 000 ans à les dessiner sur terre.

Le désert de Nazca, d’une superficie d’environ 500 kilomètres carrés et d’une altitude moyenne de 500 mètres, présente des conditions climatiques très particulières. Il ne pleut pratiquement pas, l’air chaud bloque le vent et la terre aride a empêché le développement de l’agriculture ou de l’élevage. Ensemble, tout cela a permis de conserver pendant des siècles une série de lignes et de figures, formées par l’empilement et l’alignement de cailloux et de pierres. La première couche de sol est constituée d’un manteau de petites pierres rougeâtres qui, une fois soulevées, révèlent une deuxième couche jaunâtre. Cette différence de couleur est à la base des géoglyphes et c’est ce dont l’ancienne civilisation de Nazca a profité pour les créer. Certaines sont des lignes droites de plusieurs kilomètres. D’autres sont des formes géométriques ou des figures rectilignes, d’une longueur énorme, en moyenne 90 mètres. L’autre grand groupe est celui des géoglyphes plus petits, dits de type relief. Dans les années 1930, les aviateurs péruviens en découvrirent les premiers et jusqu’à la fin du siècle, plus d’une centaine furent identifiés, comme le colibri, la grenouille ou la baleine. Depuis 2004, grâce à des images satellite à haute résolution, les archéologues japonais en ont découvert 318 autres, presque tous des géoglyphes en relief. La même équipe, dirigée par Masato Sakai, scientifique de l’Université de Yamagata (Japon), a découvert 303 nouveaux géoglyphes en une seule campagne. Bien sûr, soutenu par l’intelligence artificielle.

“Cela accélère le processus de découverte”, reconnaît Sakai lorsqu’on l’interroge sur l’avantage qu’apporte l’intelligence artificielle. « La pampa de Nazca est une vaste zone qui s’étend sur plus de 400 kilomètres carrés et aucune étude exhaustive n’a été réalisée », rappelle le scientifique japonais. Seule la partie nord, où sont concentrés les grands géoglyphes linéaires, « a été étudiée de manière relativement intensive », ajoute-t-il. Mais dans le reste du désert sont dispersées de nombreuses figures en relief, plus petites et que le passage du temps a rendues plus difficiles à détecter.

Convaincus qu’il y en avait bien d’autres, Sakai et son équipe ont contacté la division intelligence artificielle d’IBM, d’où est issu le système Watson. Ils disposaient d’images à haute résolution obtenues à partir d’avions ou de satellites de tout Nazca, mais avec une résolution allant jusqu’à quelques centimètres par pixel, il aurait fallu des années, voire des décennies, à l’œil humain pour analyser toutes les données. Ils ont laissé ce travail au système d’IA. Même s’il n’a pas été facile d’entraîner sa vision artificielle (voir comparaison ci-dessous) avec si peu d’images précédentes et si différentes les unes des autres, la machine a proposé 1 309 candidats. Le chiffre est issu d’une précédente sélection également réalisée par l’IA avec 36 images pour chaque candidat. Avec cette sélection, les chercheurs ont réalisé une expédition sur le terrain entre septembre 2022 et février 2023. Le résultat, tel que rapporté dans la revue scientifique PNAS303 nouveaux géoglyphes sont ajoutés à ce patrimoine culturel de l’humanité. Ils sont tous de type relief.

Les nouvelles formes découvertes portent le nombre total trouvé à Nazca à 50 formes créées avec de grandes lignes et 683 géoglyphes en relief, à la fois géométriques et formant des figures. La grande quantité accumulée a permis aux auteurs de ce travail de détecter des tendances et des différences. Presque tous les premiers (le singe, le condor, le cactus…) représentent des motifs sauvages, des animaux sauvages ou des plantes. Cependant, parmi ces derniers, près de 82 % présentent des éléments humains ou modifiés par ceux-ci (humanoïdes, animaux domestiques, comme les lamas, et de nombreuses têtes décapitées, jusqu’à 33 % du total). “Ils font partie de scènes de sacrifices humains”, explique Sakai.

La localisation de ces têtes coupées et de presque tous les autres géoglyphes en relief donne un autre indice, en l’occurrence quant à leur fonction. L’accumulation de données qui a permis ce travail met en lumière une double connexion. D’une part, ces reliefs sont situés à quelques mètres seulement de l’un des nombreux sentiers qui traversent le désert. Ce ne sont pas des routes, mais des chemins créés par le passage des personnes jusqu’à ce qu’un chemin soit créé. Selon les auteurs de l’étude, ces créations ont été réalisées pour être vues par les promeneurs. En revanche, les grandes figures linéaires apparaissent très proches, voire à quelques mètres, de l’une des nombreuses lignes droites qui coupent la pampa. Ici, selon Sakai, la valeur symbolique règne : « Les géoglyphes de type ligne sont dessinés aux points de départ et d’arrivée du chemin de pèlerinage vers le centre cérémoniel de Cahuachi. Il s’agissait d’espaces cérémoniels avec des formes d’animaux et d’autres personnages. Pendant ce temps, les géoglyphes de type relief peuvent être observés en se promenant le long des sentiers. Cahuachi était le siège du pouvoir spirituel de la culture Nazca entre le siècle avant cette ère et l’an 500 de cette ère et, pour les auteurs, les grandes formes pourraient être des étapes cérémonielles lors du pèlerinage vers ou depuis là.

Ces explications ne doivent pas exclure, selon les auteurs, d’autres fonctions possibles attribuées aux lignes et figures de Nazca, comme des calendriers, des cartes astronomiques ou encore des systèmes de collecte du peu d’eau qui tombe. Ce dont ils sont sûrs, c’est que l’intelligence artificielle peut révolutionner l’archéologie, comme elle l’a fait avec Nazca.