Das AutArch-Projekt: Archäologie im Zeitalter von Big Data
KI-gestützte Software „AutArch“ extrahiert automatisch Daten aus archäologischen Zeichnungen und Fotografien / In Bibliotheken aufbewahrte Funde tragen zu digitaler Revolution in der Archäologie bei
Forschende der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) haben gemeinsam mit internationalen Partnern eine Software namens „AutArch“ entwickelt, um alte archäologische Sammlungen neu zu erschließen. Die Software nutzt die Leistungsfähigkeit von Künstlicher Intelligenz und Big Data und könnte die archäologische Datenanalyse revolutionieren. Ihre Ergebnisse haben die Forschenden kürzlich im renommierten Wissenschaftsmagazin Journal of Archaeological Science veröffentlicht. AutArch ist als Open-Source-Software auf GitHub und Zenodo verfügbar.
AutArch findet und korreliert Informationen in Katalogen
Archäologinnen und Archäologen stehen oft vor großen Herausforderungen, wenn sie versuchen, neue Entdeckungen mit Informationen aus alten Büchern zu verknüpfen: Wie lassen sich die Erkenntnisse aus 200 Jahren archäologischer Forschung mit neuen Daten kombinieren? AutArch eröffnet hier gänzlich neue Wege. Die Basis bilden Neuronale Netze, die von den Forschenden darauf trainiert wurden, gängige archäologische Objekte wie Gräber, menschliche Überreste, Keramik und Steinwerkzeuge selbstständig zu erkennen, zu analysieren und miteinander in Beziehung zu setzen. AutArch kann gesuchte Daten also nicht nur aufspüren, sondern sie auch kombinieren, um aussagekräftige Informationen zu extrahieren.
„Bei der Analyse eines Grabes beispielsweise detektiert die Software den Nordpfeil und den angegebenen Maßstab – und kann daraus die tatsächliche Größe des Grabes und seine Ausrichtung errechnen“,
konkretisiert Dr. Maxime Brami, der das Projekt an der JGU leitet. Archäologinnen und Archäologen können auf diese Weise riesige Mengen an Daten, die über verschiedene Publikationen und Museen verteilt sind, automatisch auswerten lassen. So können sie spezifische Fragen zur Vergangenheit beantworten und diese Informationen mit modernen Daten vergleichen, beispielsweise mit 3-D-Scans von Artefakten in Museumssammlungen.
„Bisher mussten Forschende jede einzelne dieser Informationen manuell extrahieren, Bilder passend ausrichten und neu formatieren“,
erklärt der Erstautor der Studie Kevin Klein, der die Vor- und Frühgeschichtliche Archäologie an der JGU als Softwareentwickler unterstützt. AutArch automatisiert den gesamten Prozess. Obwohl dafür eine KI zum Einsatz kommt, ist AutArch keine Black Box: Eine benutzerfreundliche Oberfläche ermöglicht es Forschenden, die automatisch extrahierten Daten zu überprüfen und anzupassen, Genauigkeit und Nachvollziehbarkeit sind also stets gewährleistet.
Breite Anwendung und Skalierung der Software
AutArch ist skalierbar und kann somit den Anforderungen des stetig wachsenden Forschungsfelds der Digital Humanities gerecht werden. Paläolithiker Antoine Muller, Postdoc an der Universität Bergen und einer der Autoren der Studie, erklärt:
„Die Methodik ist auf praktisch jedes Material anwendbar, solange Form, Größe oder Ausrichtung eines Objekts eine technologische, funktionale oder zeitliche Bedeutung haben.“
Die Software lässt sich nicht nur auf jedes Material anwenden, sondern wächst auch mit den steigenden Anforderungen mit.
„Diese Entwicklung stellt einen wichtigen Fortschritt bei der Anwendung Künstlicher Intelligenz in der archäologischen Forschung dar“, resümiert Brami. „Sie hat das Potenzial, den Datenzugriff und die Datenanalyse grundlegend zu verändern.“
Das AutArch-Projekt ist ein interdisziplinäres Gemeinschaftsprojekt von Informatikerinnen und Informatikern und Archäologinnen und Archäologen aus ganz Europa. Prof. Dr. Ralf Lämmel, Informatiker der Universität Koblenz, betreute beispielsweise die Implementierung der maschinellen Lernverfahren und die statistische Validierung der Ergebnisse. Initiiert wurde das Projekt von Dr. Maxime Brami mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit weitergehender Förderung durch den Europäischen Forschungsrat (ERC) im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizon 2020 der Europäischen Union.
AutArch ist als Open-Source-Software auf GitHub und Zenodo verfügbar:
https://zenodo.org/records/15369892
https://github.com/kevin-klein/autarch
Veröffentlichung:
K. Klein et al., An AI-assisted workflow for object detection and data collection from archaeological catalogues, Journal of Archaeological Science, 3. Juni 2025, DOI: 10.1016/j.jas.2025.106244
Pressemitteilung der Johannes Gutenberg-Universität Mainz – JGU
