計算考古学

計算考古学は、高度な計算技術を使用して考古学的データの分析と解釈に焦点を当てたデジタル考古学のサブフィールドです。この分野では、データモデリング、統計分析、およびコンピューターシミュレーションを使用して、過去の人間の行動と社会の発展を理解し、再構築します。地理情報システム (GIS)、予測モデリング、およびさまざまなシミュレーションツールを活用することで、計算考古学は複雑な考古学的データセットを処理する能力を強化し、歴史的背景と文化遺産に対するより深い洞察を提供します。

計算考古学には地理情報システム(GIS)の使用が含まれる場合があります。特に、可視領域分析や最小コスト経路分析などの空間分析に適用する場合は、これらのアプローチが計算的に非常に複雑であるため、コンピュータの処理能力がなければ実装が不可能ではないにしても極めて困難です。同様に、一部の形式の統計的および数学的モデリング、^[1]や、SwarmやRepastなどのソフトウェアツールを使用した人間の行動と行動の進化のコンピュータシミュレーションも、計算の支援なしでは計算できません。ロンドン大学ユニバーシティカレッジのSpace Syntaxプログラムなどのソフトウェアを使用して、構築された環境内での人間の知覚や動きなどの考古学的問題を解決するために、他のさまざまな形式の複雑で特注のソフトウェアを適用することも、「計算考古学」という用語に含まれます。

発掘現場や博物館での考古学的発見物の収集、文書化、分析は、陶器の分析を主要なトピックの 1 つとする重要な分野です。この分野では、構造化光スキャン(SLS) などの 3D 取得技術、"構造からの動き" (SfM)などの写真測量法、コンピューター断層撮影法、およびそれらの組み合わせ^{[2] [3]}により、デジタル陶器研究のための多数のオブジェクトの大規模なデータセットが提供されます。これらの技術は、発掘現場のワークフローにますます統合されています。^[4]オーストリアのCorpus vasorum antiquorum (CVA) サブプロジェクトは、博物館での発見物のデジタル研究にとって独創的です。^[5]

計算考古学は、「考古学情報学」（Burenhult 2002、Huggett and Ross 2004 ^{[6] ）または「考古情報学」（「AI」と略されることもあるが、}人工知能と混同しないように注意）としても知られている。

近年、考古学者が定量的手法とコンピューター技術の潜在能力を最大限引き出すには、考古学データと研究プロセスに内在する特定の落とし穴と可能性を認識する必要があることが明らかになっています。AI 科学は、考古学情報の特定の特性とパターンを明らかにし、定量的に表現し、調査しようとする新しい分野です。情報処理に対する自給自足の考古学アプローチのためのデータと手法に関する基礎研究により、考古学の問題解決と理解に特化した 定量的手法とコンピューターソフトウェアが生まれます。

AI 科学は、科学的考古学研究のほぼすべての分野を補完し、強化することができます。1960年代以降に定量的考古学で開発された方法と理論の大部分を取り入れていますが、一般的な考古学情報と問題構造をコンピューターアルゴリズムとデータ構造として表現する方法を模索することで、これまでの考古学の定量化の試みを超えています。これにより、考古学分析は、非常に複雑な問題を解決するのに適したコンピューター ベースの情報処理方法の幅広い範囲に開かれます。また、この分野の研究対象に対する形式化された理解を促進し、方法とソフトウェア テクノロジーの両方で考古学と他の定量的分野とのリンクを作成します。そのアジェンダは、互いに補完し合う 2 つの主要な研究テーマに分けることができます。

1. 考古学データの構造、特性、可能性、推論、知識構築に関する基礎研究（理論AI科学） 。これには、考古学データのあいまいさと不確実性、スケール効果、最適なサンプリング戦略、時空間効果のモデル化と管理が含まれます。
2. この理論的知識をユーザーが利用できるようにするコンピュータ アルゴリズムとソフトウェア (応用 AI 科学) の開発。

考古学における定量的手法とコンピューターベースの分析の使用に関する文献はすでに多数あります。手法とアプリケーションの開発は、CAA カンファレンスの年次出版物に最もよく反映されています(下部の外部リンク セクションを参照)。少なくとも 2 つのジャーナル、イタリアのArcheologia e Calcolatoriと British Archaeological Computing Newsletter は、考古学のコンピューティング手法に特化しています。AI サイエンスは、以下を含む多くの基礎研究トピックに貢献しています (ただし、これらに限定されません)。

• 考古学における高度な統計、空間的および時間的な考古学データ分析
• ベイズ分析と高度な確率モデル、考古学データの曖昧さと不確実性
• スケール関連現象とスケール超過
• サイト内分析（地層の表現、3D分析、遺物の分布）
• 景観分析（地域モデリング、可視性分析）
• 最適な調査とサンプリング戦略
• プロセスベースのモデリングとシミュレーションモデル
• 考古学的予測モデリングと遺産管理アプリケーション
• 教師ありおよび教師なしの分類と類型論、人工知能の応用
• デジタル発掘とバーチャルリアリティ
• 考古学研究の計算による再現性
• 考古学ソフトウェアの開発、電子データの共有と公開

AI 科学は、考古学的な推論と知識構築への形式化されたアプローチを提唱しています。AI 科学は本質的に学際的であり、コンピューター サイエンス(アルゴリズムとソフトウェア設計、データベース設計と理論など)、地理情報科学 (空間統計とモデリング、地理情報システム)、人工知能研究 (教師あり分類、ファジー ロジック)、生態学(ポイント パターン分析)、応用数学(グラフ理論、確率論)、統計学など、他の多数の分野から方法と理論を借用、適応、強化しています。

考古学における科学的進歩には、他の学問分野と同様に、過去の人間の行動とその現れの根底にあるプロセスに関する抽象的、一般化、移転可能な知識の構築が必要です。定量化は、科学的能力を抽象化し、直観的認識の限界を超えて拡張する究極の既知の方法を提供します。考古学的な情報処理と推論に対する定量的アプローチは、考古学研究における科学的方法の重要な部分を構成します。それらは、純粋に認知的で非公式な推論には膨大または複雑すぎる情報を処理するための代数、統計、およびコンピューターアルゴリズムというツールを提供します。それらはまた、考古学と、地球物理学、地理情報科学、応用統計学などの数多くの定量的科学との間に橋渡しをします。そしてそれらは、考古学者が形式的、透明かつ理解しやすい方法で研究を設計し、実行することを可能にします。

AI 科学は新興の研究分野であるため、現在はかなり分散した学問分野であり、特に学術教育において、より強力で十分な資金と制度化された組み込みが必要です。その明らかな進歩と有用性にもかかわらず、今日の定量考古学は考古学の訓練と教育で十分に表現されていないことがよくあります。この問題の一部は、数学と人文考古学の間の一見矛盾に関する誤解である可能性があります。

しかしながら、デジタル発掘技術、現代の遺産管理、複雑な研究​​課題に対応するには、熟練した学生や研究者が、増え続ける未解決の考古学的データや研究上の問題を処理する新しい効率的で信頼性の高い手段を開発する必要があります。そのため、考古学の学生に数学、統計学、コンピューター科学などの定量科学の確固たる基礎知識を提供することが、今日、かつてないほど重要になっているようです。

現在、英国に拠点を置く大学は、将来の定量考古学者のための研究プログラムの大部分を提供しており、イタリア、ドイツ、オランダの研究所も急速に強力なプロファイルを構築しています。ドイツでは、2005 年にキール大学に AI 科学 (「Archäoinformatik」) の国内初の講師職が設けられました。2016 年 4 月には、ケルン大学 (考古学研究所) に考古情報学の初の教授職が設けられました。

定量考古学と AI 科学の学生と研究者にとって最も重要なプラットフォームは、考古学におけるコンピューター アプリケーションと定量的手法(CAA) に関する国際会議です。この会議は 30 年以上の歴史があり、毎年ヨーロッパのさまざまな都市で開催されています。ウィーンの都市考古学ユニットも毎年イベントを主催しており、その国際的な重要性は急速に高まっています (下部のリンクを参照)。

• Roosevelt、Cobb、Moss、Olson、Ünlüsoy 2015：「発掘は破壊である。デジタル化：考古学実践の進歩」、Journal of Field Archaeology、第 40 巻、第 3 号（2015 年 6 月）、325-346 ページ。
• Burenhult 2002: Burenhult, G. (編):考古学情報科学: 限界への挑戦。CAA2001。考古学におけるコンピュータ アプリケーションと定量的手法。BAR International Series 1016、Archaeopress、オックスフォード。
• ファルサー、マイケル、ジュネジャ、モニカ（編）：遺産の「考古学化」？ ローカルな社会慣習とグローバルな仮想現実の間の異文化間の絡み合い（シリーズ：異文化研究 - グローバルな文脈におけるアジアとヨーロッパに関するハイデルベルク研究）。シュプリンガー：ハイデルベルク/ニューヨーク、2013年、VIII、287ページ。図200枚、カラー図90枚。
• Huggett と Ross 2004: J. Huggett、S. Ross (編)：考古学情報学。テクノロジーを超えて。インターネット考古学15。http://intarch.ac.uk/journal/issue15/
• マーウィック、ベン (2016)。「考古学研究における計算の再現性: 基本原則とその実装のケーススタディ」。考古学の方法と理論ジャーナル。24 (2): 424–450。doi : 10.1007 /s10816-015-9272-9。S2CID 43958561  。
• Schlapke 2000: Schlapke, M. Die "Archäoinformatik" am Thüringischen Landesamt für Archäologische Denkmalpflege、Ausgrabungen und Funde im Freistaat Thüringen、5、2000、S. 1–5。
• Zemanek 2004: Zemanek, H. :考古学情報 - 情報科学者が考古学を見る。Ausserer , KF、Börner, w.、Goriany, M.、Karlhuber-Vöckl, L. (編) 2004。過去に入る。文化遺産の 4 つの次元への E ウェイ。CAA 2003、考古学におけるコンピューター アプリケーションと定量的手法。BAR International Series 1227、Archaeopress、オックスフォード、16-26。
• Archeologia e Calcolatori ジャーナルのホームページ
• Archaeological Computing Newsletter ホームページ、現在は Archeologia e Calcolatori の補足となっています
• 計算考古学
• 計算考古学ブログ
• フィッシャー、エリック（2020年7月30日）。「考古情報学」。オックスフォード人類学研究百科事典。doi：10.1093/acrefore/ 9780190854584.013.43。ISBN 978-0-19-085458-4。
• ジャクソン、サラE（2020）。「考古学的再帰性のためのデータに基づくツール：学術テキストのメタ分析による骨の実体の調査」。インターネット考古学（54）。doi：10.11141 / ia.55.12。