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人工知能を利用した世界遺産ナスカの地上絵研究

研究課題

研究課題/領域番号 20H00041
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分4:地理学、文化人類学、民俗学およびその関連分野
研究機関山形大学

研究代表者

坂井 正人  山形大学, 人文社会科学部, 教授 (50292397)

研究分担者 山本 睦  山形大学, 人文社会科学部, 准教授 (50648657)
松本 剛  山形大学, 人文社会科学部, 教授 (80788141)
時津 裕子  高千穂大学, 人間科学部, 教授 (90530684)
松本 雄一  国立民族学博物館, 人類文明誌研究部, 准教授 (90644550)
大杉 尚之  山形大学, 人文社会科学部, 准教授 (90790973)
本多 薫  山形大学, 人文社会科学部, 教授 (90312719)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
44,720千円 (直接経費: 34,400千円、間接経費: 10,320千円)
2024年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2023年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
2022年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
2021年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
2020年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
キーワードナスカ / 地上絵 / 人工知能 / 画像認識 / 土器 / 世界遺産 / 認知心理学 / 物体検出
研究開始時の研究の概要

世界遺産ナスカの地上絵を研究対象として、画像認識に特化したAI(人工知能)を導入することによって、破壊の危機に瀕しているナスカの地上絵を保護するために不可欠な地上絵の分布図を作成する。また、AIを活用して、土器の時期同定を効率的かつ正確に行うための方法を確立した上で、地上絵付近に分布している大量の土器を分析して、地上絵が利用された時期を明らかにする。なおAIを効果的に導入するために、人間が地上絵や土器を認識するメカニズムについて検討する。

研究実績の概要

「ナスカ地上絵の分布図作成」(1) ナスカ台地およびその周辺部において、AIによって同定した地上絵の有力な候補を、ドローンを用いた現地調査によって確定する作業を、5ヶ月間にわたって実施した。その結果、具象的な地上絵と幾何学的な地上絵を新たに多数発見することができた。具象的な地上絵は、制作技法によって線タイプと面タイプと区分されてきたが、人工知能のお陰で同定された地上絵の数が増大したため、2つのタイプの差異は制作技法だけでなく、絵柄の内容とも対応することが判明した。(2) クラスター分析(認知心理学)による分類精度の検討によって、直線の地上絵は水流の跡と区別することは容易であるが、自動車の轍と区別することは困難であるという結果が得られた。これは前年度の印象評定を支持するものである。
「地上絵の保護」AIを活用した本研究の成果にもとづいて、破壊の危機に瀕している地上絵を同定したので、それらを保護するための計画を立案した。地上絵を保護するために、ペルー文化省と山形大学の間で、地上絵を保護するための新協定を2023年12月に締結した。
「ナスカ土器研究」これまで層位発掘した公共センター(紀元前1世紀~紀元後16世紀)から出土した土器とカーボンを再整理・検討した。その一方、ナスカ地域の編年の明確な指標となる「標識土器」をめぐって、異なった「実践コミュニティー」に属する熟練考古学者を対象として、認知心理学的実験を実施した。これらの成果にもとづいて、土器を人工知能の学習データとして利用するための手法を検討した結果、土器片の画像データは、装飾・表面整形・色に関する学習データとして利用できるが、器形の学習データとしてはそのまま利用することは難しいので、器形に関する認知心理学的実験の成果を活用する必要があることが明らかになった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

・「ナスカ地上絵の分布図作成」
人工知能を利用することで、多数の新地上絵を発見できただけでなく、具象的な地上絵の2つのタイプ(線タイプと面タイプ)の差異が、制作技法だけでなく、絵柄の内容とも対応することが明らかになったので。また認知心理学的実験によって、直線の地上絵は水の流れた跡と区別できるが、自動車の轍と区別することが難しいことが、印象評定だけでなく、クラスター分析でも明らかになったから。
・「地上絵の保護」AIを活用した本研究の成果にもとづいて、破壊の危機に瀕している地上絵の保護計画を立案しただけでなく、それを実施するための協定をペルー文化省との間で締結できたから。
・「ナスカ土器研究」
土器片の画像データを人工知能の学習データとして利用するだけでなく、それを器形に関する認知心理学的実験の成果と組み合わせることで、土器の時期を同定する作業を効率的かつ正確に実施することができるという見通しが得られたから。

今後の研究の推進方策

「ナスカ地上絵の分布図作成」(1)人工知能によって同定できた具象的な地上絵候補の数があまりにも多いため、今年度中に全部を現地調査することは不可能である。そこで道沿いに分布している地上絵を優先的に調査する。(2)目視では「直線の地上絵」と区別が困難な「自動車の轍」の画像データを、異常検知用の人工知能の学習データとして使用し、「直線の地上絵」の分布図を作成する。
「地上絵の保護」破壊の危機に瀕している地上絵を保護するために我々が策定した計画を国際学会で発表するとともに、ペルー文化省と協議して、実行可能な保護計画を策定する。
「ナスカ土器研究」編年の明確な指標となる土器の装飾・表面整形・色に関する画像データを人工知能の学習データとして利用するとともに、器形に関する認知心理学的実験の成果を活用することで、この地域の土器の年代を同定するためのデータベースを確立する。その上で、すでに画像データ化している「地上絵付近に分布している大量の土器」の時期を決定する。それによって、地上絵の編年を明らかにする。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (7件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 3件、 招待講演 6件) 図書 (5件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (2件)

  • [国際共同研究] University of California, Riverside/Texas State University/Thomas J. Watson Research Center(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] German Aerospace Center(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Universidad Nacional Mayor de San Marcos(ペルー)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Universite Pantheon-Sorbonne(フランス)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] パリ第1パンテオン・ソルボンヌ大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] IBMワトソン研究所/カリフォルニア大学/テキサス州立大学(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] サンマルコス大学/ペルー文化省(ペルー)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 人工知能を活用した世界遺産ナスカの地上絵研究2024

    • 著者名/発表者名
      Sakai Masato
    • 雑誌名

      成形加工

      巻: 36 号: 5 ページ: 196-198

    • DOI

      10.4325/seikeikakou.36.196

    • ISSN
      0915-4027, 1883-7417
    • 年月日
      2024-04-20
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Accelerating the discovery of new Nasca geoglyphs using deep learning2023

    • 著者名/発表者名
      Sakai Masato、Lai Yiru、Olano Canales Jorge、Hayashi Masao、Nomura Kohhei
    • 雑誌名

      Journal of Archaeological Science

      巻: 155 ページ: 105777-105777

    • DOI

      10.1016/j.jas.2023.105777

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 考古学者間におけるカテゴリー認知の比較―ナスカ早期土器の典型性評価を課題として―2023

    • 著者名/発表者名
      時津裕子
    • 雑誌名

      日本情報考古学会講演論文集

      巻: 26

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] ペルー南海岸、インヘニオ河谷中流域の遺跡群に関する編年的考察2022

    • 著者名/発表者名
      松本雄一, ホルヘ・オラーノ, 坂井正人
    • 雑誌名

      古代アメリカ

      巻: 25 ページ: 41-52

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 考古学者の分類特性―ナスカ1様式の土器形式を事例として―2022

    • 著者名/発表者名
      時津裕子/坂井正人
    • 雑誌名

      考古学会講演論文集

      巻: 25 ページ: 32-37

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Tres Palos Revisited: Understanding the Middle Horizon in the Rio Grande de Nasca Drainage2022

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Matsumoto, Jorge Olano, Masato Sakai
    • 雑誌名

      Latin American Antiquity

      巻: 33(2) 号: 2 ページ: 425-431

    • DOI

      10.1017/laq.2021.94

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 可視領域解析を用いたナスカ台地におけるラインセンターの配置に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      本多薫,門間政亮
    • 雑誌名

      山形大学人文社会科学部研究年報

      巻: 19 ページ: 1-16

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 考古学的カテゴリーの構造―ナスカ1様式の土器形式を事例として―2021

    • 著者名/発表者名
      時津裕子/坂井正人
    • 雑誌名

      日本情報考古学会講演論文集

      巻: 24 ページ: 64-69

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 考古学者の分類特性:ナスカ4期(Nasca 4)の土器型式を事例として2024

    • 著者名/発表者名
      時津裕子・坂井正人
    • 学会等名
      日本情報考古学会第49回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 考古学者の分類特性:ナスカ文化前期の土器型式を事例として2023

    • 著者名/発表者名
      時津裕子・坂井正人
    • 学会等名
      日本情報考古学会第48回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ナスカの地上絵の識別2023

    • 著者名/発表者名
      大杉尚之・本多薫・門間政亮
    • 学会等名
      日本心理学会第87回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 人工知能を活用した世界遺産ナスカの地上絵研究2023

    • 著者名/発表者名
      坂井 正人
    • 学会等名
      プラスチック成形加工学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 考古学研究における先進技術活用事例:ナスカの地上絵発見の裏側2023

    • 著者名/発表者名
      坂井 正人
    • 学会等名
      日本アイ・ビー・エム主催フォーラム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナスカの地上絵の発見と保護2023

    • 著者名/発表者名
      坂井 正人
    • 学会等名
      日本・ペルー外交関係樹立150周年記念企画「日本とナスカの地上絵:発見の20年間」
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ペルー、ナスカ台地の地形分類図2023

    • 著者名/発表者名
      阿子島功、坂井正人
    • 学会等名
      日本地理学会春季学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 考古学者間におけるカテゴリー認知の比較―ナスカ早期土器の典型性評価を課題として―2023

    • 著者名/発表者名
      時津裕子
    • 学会等名
      日本情報考古学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Keynote Lecture: Accelerating Discovery and Conservation of the Nasca Geoglyphs using Artificial Intelligence2022

    • 著者名/発表者名
      Masato Sakai
    • 学会等名
      The 7th IEEE International Workshop on Big Spatial Data
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Research Project on the Nasca Geoglyphs2022

    • 著者名/発表者名
      Masato Sakai
    • 学会等名
      4th Chile-Japan Academic Forum : archaeology
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Lineas de Nasca en Peligro2022

    • 著者名/発表者名
      Masato Sakai
    • 学会等名
      Conferencia de arqueologia andina:cooperacion arqueologica Italia-Peru
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ペルー南海岸、トレス・パロスI・II遺跡発掘調査速報2022

    • 著者名/発表者名
      松本雄一、 ホルヘ・オラーノ、坂井正人
    • 学会等名
      古代アメリカ学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ナスカ土器の典型性判断における特徴の寄与 ―考古学者の分類技能研究2022

    • 著者名/発表者名
      時津裕子
    • 学会等名
      日本心理学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 刻線文様に着目したナスカ1様式土器の典型性評価―考古学者の分類特性―2021

    • 著者名/発表者名
      時津裕子
    • 学会等名
      日本情報考古学会第45回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 考古学者におけるナスカ1様式土器のカテゴリー判別―ナスカ1様式cuencoとplatoを事例として―2021

    • 著者名/発表者名
      時津裕子
    • 学会等名
      日本情報考古学会第45回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ペルー南海岸、トレス・パロスI・II遺跡の編年的位置づけに関する考察2021

    • 著者名/発表者名
      松本雄一, ホルヘ・オラーノ・カナーレス, 坂井正人
    • 学会等名
      古代アメリカ学会第26回研究大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Geoglyphs, Literacy and Social Memory: Activities in the Nasca Pampa from the Late Early Horizon to the Late Horizon.2020

    • 著者名/発表者名
      Masato Sakai
    • 学会等名
      Nasca: Virtual Research Meeting.
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Ventilla: Ceremonial Center in the Ingenio Valley.2020

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Yamamoto, Jorge Olano
    • 学会等名
      Nasca: Virtual Research Meeting.
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Reconsidering the Middle Horizon in the Ingenio Valley, South Coast of Peru.2020

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Matsumoto, Jorge Olano, Masato Sakai
    • 学会等名
      Nasca: Virtual Research Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 考古学的カテゴリーの構造―ナスカ早期の土器型式を事例として―2020

    • 著者名/発表者名
      時津裕子、坂井正人
    • 学会等名
      日本情報考古学会第44回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 考古学者の分類特性―ナスカ早期の土器形式を事例として―2020

    • 著者名/発表者名
      時津裕子、坂井正人
    • 学会等名
      日本情報考古学会第44回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 古代アメリカ文明 マヤ・アステカ・ナスカ・インカの実像2023

    • 著者名/発表者名
      青山和夫・井上幸孝・坂井正人・大平秀一
    • 総ページ数
      338
    • 出版者
      講談社
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [図書] ナスカの地上絵:分布規則・制作目的・保護2023

    • 著者名/発表者名
      坂井 正人
    • 総ページ数
      25
    • 出版者
      在ペルー共和国大使館
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [図書] アンデス文明ハンドブック2022

    • 著者名/発表者名
      山本睦・松本雄一編(関雄二監修)
    • 総ページ数
      390
    • 出版者
      臨川書店
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] Lineas y Ceramica en las Pampas de Nasca, Peru, 2011-2013.2021

    • 著者名/発表者名
      Masato Sakai, Jorge Olano, Hiraku Takahashi
    • 総ページ数
      248
    • 出版者
      Yamagata University Press
    • ISBN
      9784903966335
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] ラテンアメリカ文化事典2021

    • 著者名/発表者名
      ラテンアメリカ文化事典編集委員会
    • 総ページ数
      780
    • 出版者
      丸善出版
    • ISBN
      9784621305850
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 山形大学ナスカ研究所

    • URL

      https://www.yamagata-u.ac.jp/nasca/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書 2021 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Entendiendo la tradicion religiosa Cupisnique-Chavin de los Andes Centrales2023

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Nasca: Virtual Research Meeting2020

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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