RePAIR: il progetto che fa tornare interi gli affreschi di Pompei a pezzi

Il progetto di ricerca europeo RePAIR  (nome completo Reconstructing the Past: Artificial Intelligence and Robotics Meet Cultural Heritage) sta arrivando alla sua conclusione. L’idea alla base era piuttosto ambiziosa: creare un sistema robotico intelligente capace di ricomporre gli antichi affreschi di Pompei ridotti in pezzi, proprio come se fossero un enorme puzzle. Dopo le prime prove direttamente sul campo, all’interno del Parco Archeologico di Pompei, il prototipo ha dimostrato che in futuro robot e algoritmi potranno dare una mano concreta al lavoro degli archeologi.

Il progetto si è concentrato su due casi simbolici del patrimonio mondiale: gli affreschi della Casa dei Pittori al Lavoro, già danneggiati dall’eruzione del 79 d.C. e poi frantumati dai bombardamenti della Seconda Guerra Mondiale, e quelli della Schola Armaturarum, crollata nel 2010 e mai completamente ricomposta.
Sul primo dei due interventi lavorava già, dal 2018, un team dell’Università di Losanna guidato dal professor Michel E. Fuchs, specializzato in pittura murale. I ricercatori di RePAIR hanno collaborato e confrontato i loro risultati con questo gruppo.

Partito nel settembre 2021, il progetto è stato coordinato dall’Università Ca’ Foscari di Venezia e ha coinvolto istituti di ricerca italiani ed europei, tra cui l’Istituto Italiano di Tecnologia e naturalmente il Parco Archeologico di Pompei, che ha ospitato l’intera sperimentazione. Tra i partner stranieri figurano istituzioni di Israele, Portogallo e Germania. Il tutto è stato finanziato dal programma europeo Horizon 2020, grant n. 964854.

“Dopo quattro anni di lavoro” racconta Marcello Pelillo, professore a Ca’ Foscari e coordinatore del progetto “RePAIR ha messo insieme mondi che sembrano distanti: intelligenza artificiale, robotica, archeologia e conservazione dei beni culturali. È stato un primo passo, ma molto promettente, verso l’idea di liberare gli archeologi da uno dei lavori più lunghi e ripetitivi, così da permettere loro di dedicarsi ad attività più scientifiche e creative”.

Il sistema robotico è stato installato nella Casina Rustica, un edificio del Parco rinnovato appositamente per ospitare le nuove tecnologie.
Mentre gli ingegneri si occupavano di progettare e costruire la struttura, gli specialisti di IA hanno lavorato sulla parte più “cervellotica”: gli algoritmi che cercano di mettere insieme i frammenti. Prima di passare ai pezzi originali, i ricercatori hanno creato versioni artificiali dei frammenti, così da non rischiare di danneggiare quelli autentici.

“Dopo aver digitalizzato ogni pezzo, l’algoritmo prova a capire come ricomporre il puzzle e passa la soluzione al sistema robotico” spiega ancora Pelillo. “I robot, usando due bracci con prese “morbide”, collocano i frammenti nella posizione corretta. È un compito difficilissimo: parliamo di centinaia, a volte migliaia di pezzi rovinati, senza avere un’immagine finale di riferimento. Inoltre, spesso i frammenti provengono da affreschi diversi e si ritrovano mescolati. Per affrontare una sfida così complessa abbiamo sviluppato tecniche di IA avanzate e un’interfaccia che permette agli archeologi di dialogare con il sistema”..