La parola "porpora" in greco antico decifrata su un papiro di Ercolano - Vesuvius Challenge

Sono passati quasi 2.000 anni dall’eruzione del Vesuvio che nel 79 d.C. distrusse le città di Pompei ed Ercolano. Due millenni dall’ultima volta in cui i papiri romani sono stati letti senza il rischio di danneggiarli. Il materiale vulcanico li ha carbonizzati, conservandoli ma rendendoli troppo fragili da srotolare. Dopo anni di studi e tentativi, per la prima volta un algoritmo di intelligenza artificiale permette di individuare una parola in uno dei papiri di Ercolano: “porpora”, scritta in greco antico (ΠΟΡΦΥΡΑϹ).

Questi testi antichi rappresentano un patrimonio storico, culturale e letterario eccezionale, rinvenuto nella Villa dei Papiri di Ercolano. Probabilmente appartenuta al suocero di Giulio Cesare, Lucio Calpurnio Pisone Cesonino, la tenuta fu scoperta nel 1750 durante i lavori di scavo archeologico della città. Due anni più tardi i ricercatori si imbatterono in blocchi di carbone che si rivelarono essere papiri carbonizzati dall’eruzione. Dei circa 1.000 rotoli rinvenuti nella villa, alcuni dei quali erano già danneggiati, la maggior parte era conservata in una piccola biblioteca.

L’algoritmo di intelligenza artificiale che ha permesso di leggere la parola “porpora” è stato creato da un gruppo guidato da Brent Seales, docente dell’Università del Kentucky, che da diversi anni sta analizzando i papiri nel tentativo di decifrarli. I primi risultati risalgono al 2015, quando gli studiosi sono riusciti a leggere, senza aprirlo, un rotolo ritrovato a En Gedi, regione israeliana situata sul Mar Morto. Attraverso la tomografia a raggi X e tecniche di computer vision (strumento di intelligenza artificiale che consente di ricavare informazioni dalle immagini), il papiro è stato "srotolato" e letto digitalmente, senza rischiare di danneggiarlo.

Uno dei rotoli carbonizzati rinvenuti nella Villa dei Papiri - Vesuvius Challenge

Dopo i primi successi del 2015, Seales ha applicato lo stesso principio non invasivo e virtuale ai papiri di Ercolano, impiegando un acceleratore di particelle per scansionare due rotoli ancora interi e alcuni frammenti. In questo modo, ha ottenuto immagini a raggi X e in 3D alla massima risoluzione da utilizzare per addestrare i modelli di machine learning (forma di intelligenza artificiale che sviluppa algoritmi e schemi statistici). Il risultato è un algoritmo in grado di individuare le tracce di inchiostro a base di carbone invisibili agli infrarossi. I risultati ottenuti hanno attirato l’attenzione degli imprenditori Nat Friedman e Daniel Gross, ideatori a marzo 2023 della Vesuvius Challenge: il gruppo di Seales ha messo a disposizione l’algoritmo e le scansioni a studiosi e informatici, con l’obiettivo di migliorare i modelli di machine learning e decifrare i rotoli più rapidamente. In palio ci sono 700mila dollari, a cui si aggiungono premi minori per chi sviluppa strumenti open source. Uno dei partecipanti, Casey Handmer, è stato il primo a individuare una lettera in uno dei rotoli, vincendo il First Ink Prize dal valore di 10mila dollari. Il suo lavoro ha ispirato lo studente universitario Luke Farritor, che ha allenato il modello di machine learning attraverso lo schema utilizzato da Casey: l’intelligenza artificiale, sempre più addestrata, ha identificato nuovi segni, che hanno contribuito a migliorare ulteriormente l’algoritmo. In questo modo, è stato possibile individuare non soltanto semplici tracce di inchiostro, ma anche diverse lettere, fino alla parola “porpora”. A Luke è stato assegnato il First Letters Prize dal valore di 40mila dollari. Un altro studente, Youssef Nader, laureato in biorobotica, ha scovato il termine “porpora” nello stesso papiro attraverso un approccio diverso da quello della Vesuvius Challange, che gli ha permesso di ottenere un'immagine ancora più chiara.

Frammento di uno dei rotoli - Andrew Brookes AB Still LTD

Tra il 2014 e il 2015 anche l'Italia ha contribuito a decifrare i papiri di Ercolano. Alcuni tentativi sono stati effettuati dall’Istituto per la microelettronica e microsistemi del Cnr di Napoli, in collaborazione con l’Institut de recherche et d'histoire des textes di Parigi. La lettura ai raggi X non aveva portato a risultati significativi: infatti, l’inchiostro a base di carbone dei rotoli di Ercolano e il supporto in papiro carbonizzato assorbono debolmente i raggi X, rendendo difficile distinguere i segni scritti dal foglio su cui sono tracciati. I ricercatori del Cnr hanno quindi optato per un’altra tecnica non invasiva, la tomografia a raggi X a contrasto di fase, che sfrutta l’indice di rifrazione: analizzando il modo in cui i materiali rifrangono i raggi X anziché assorbirli è stato possibile individuare le tracce di inchiostro, identificando alcune lettere e le parole PIPTOIE (“cadrebbe”) e EIPOI (“direbbe”).