di Anita Valentini
LE OPERE D’ARTE E LA LORO STORIA
1) COMPRENSIONE, CONSERVAZIONE E RESTAURO
Come ha sottolineato nel 2023 David G. Stork, l’Intelligenza Artificiale è utile alla storia dell’arte perché potenzia la comprensione delle opere, rivelando particolari nascosti, recuperando capolavori perduti e aprendo prospettive stimolanti sul patrimonio culturale.
Le tecnologie di AI, in particolare la computer vision, si sono rivelate strumenti potenti in questo senso. Cos’è la computer vision?
La computer vision è un campo dell’intelligenza artificiale (AI) che utilizza il machine learning e le reti neurali per insegnare ai computer e ai sistemi a ricavare informazioni significative da immagini digitali, video e altri input visivi e a intraprendere azioni, nel caso in cui vengano identificati difetti o problemi.
La computer vision permette all’intelligenza artificiale di migliorare la catalogazione delle opere d’arte e anche di valutarne le condizioni, prevedendo il potenziale deterioramento e guidando le misure preventive. Tali modelli vengono addestrati su diversi set di dati, contenenti immagini di altre opere d’arte, sia in buone condizioni che deteriorate nel tempo. Imparando da questi esempi, il modello è in grado di riconoscere gli elementi che suggeriscono le prime fasi del deterioramento.
Una volta addestrato, il modello può prevedere l’evoluzione delle condizioni dell’opera d’arte. Potrebbe, quindi, identificare le aree a maggior rischio per crettature o per cadute di colore o per alterazione di colori, che rischiano di sbiadire nelle attuali condizioni ambientali.
L’ AI è in grado di analizzare più accuratamente dell’occhio umano i dettagli, le pennellate, i colori, in pratica tutto ciò che rivela le intenzioni espressive degli artisti.
Ad esempio, l’analisi AI del dipinto La Ragazza con l’orecchino di perla (1665) di Johannes Vermeer, celeberrimo pittore olandese del Seicento, fornisce una comprensione più approfondita del modo in cui l’artista rappresentava la luce, osservando dettagli dell’opera, come i riflessi negli occhi della ragazza e nella perla e l’ombra proiettata dal naso sul viso della giovinetta.
Grazie all’analisi di vasti set di dati, l’AI è in grado di trovare, con rapidità, caratteristiche specifiche di un singolo artista e di comprendere anche correlazioni fra autori, come per lo studio della Madonna della Rosa (1518), allocata al Museo del Prado di Madrid: inizialmente considerata opera di Raffaello, a partire dal XIX secolo gli storici dell’arte avevano ipotizzato che la figura di Giuseppe e una sezione inferiore del dipinto fossero stati realizzati da mani diverse, presenti nella bottega di Raffaello (Giulio Romano e Giovan Francesco Penni) o di epoca seguente (per il particolare della rosa).
Recentemente, grazie all’utilizzo di un algoritmo di intelligenza artificiale sviluppato presso l’Università di Bradford, ideato da Hassan Ugail, professore di visual computing, è stato analizzato dettagliatamente il dipinto, concludendo che gran parte dell’opera è effettivamente dell’Urbinate, ma il volto di Giuseppe è stato dipinto da un altro artista.
L’AI era stata addestrata su 49 opere indiscutibili di Raffaello, riuscendo a riconoscere con un’accuratezza del 98% le opere autentiche dell’artista, esaminando dettagli come la tavolozza di colori, le tonalità e i tratti del pennello.
Il potere dell’AI nell’arte si manifesta anche in un settore rilevante come quello del recupero di opere d’arte, ricostruendo parti mancanti o riproponendo immagini di opere distrutte o disperse. Un lavoro in tal senso è stato quello per il dipinto La Medicina (1899-1907, olio su tela per il soffitto dell’Aula Magna dell’Università di Vienna) di Gustav Klimt, andato perduto nel 1945 durante la Seconda Guerra Mondiale, nell’incendio del castello di Immendorf. Il dipinto del più importante pittore della Secessione viennese è stato recuperato, o più esattamente reso visibile, grazie alle reti neurali addestrate su immagini di bozzetti preparatori, foto e dati testuali: ricostruito digitalmente è stato esposto, nel 2022, presso l’ex Chiesa del Carmine di Piacenza, in occasione della mostra Klimt. L’uomo, l’artista, il suo mondo.
Gli algoritmi hanno anche riportato alla luce parti di quadri danneggiati e/o celati al di sotto di altri dipinti, come nel caso de I due lottatori di Vincent Van Gogh, dipinto ritrovato al di sotto dell’opera Natura morta con fiori di campo e rose esposto al Museo Kröller-Müller nel villaggio di Otterlo, in Olanda e risalente al 1886. Fino al 1998 l’opera floreale era attribuita a un pittore anonimo, anche se si pensava che potesse essere stata dipinta da Van Gogh. In quell’anno una radiografia face intravedere, sotto i fiori appassiti ed i colori malinconici della natura morta, anche lo spettro di due lottatori a torso nudo. E così è stata portata alla luce l’immagine sottostante che Van Gogh avrebbe realizzato nel 1885 o nel 1886, durante la sua permanenza presso la Scuola di Belle Arti di Anversa, in Belgio. A Parigi, poi, il pittore avrebbe successivamente ridipinto il quadro raffigurante la natura morta. Nel 2012 viene accertato appieno il contenuto della pittura nascosta e viene confermata la paternità di “entrambi” i dipinti: l’opera I due Lottatori, che presentava parti mancanti, grazie all’AI è stata completata; è stata realizzata una sua visione d’insieme computerizzata.
2) RILEVAMENTO DEI FALSI D’ARTE
Un altro settore dell’arte in cui l’intelligenza artificiale gioca un ruolo importante è il rilevamento dei falsi. L’intelligenza artificiale sta diventando un utile alleato quando si tratta di migliorare significativamente l’accertamento dei falsi d’arte, grazie a tecniche analitiche e algoritmi avanzati. I sistemi di intelligenza artificiale possono esaminare le opere d’arte per identificare sottili incongruenze e anomalie, indicative di falsificazioni. Questi modelli di visione computerizzata analizzano pennellate, palette di colori e composizioni di materiali, confrontandoli con i database di opere autentiche conosciute e constatando così le incongruenze.
Gli algoritmi di apprendimento automatico possono valutare il processo di invecchiamento dei materiali, analizzando le varie caratteristiche che si sviluppano nel tempo, come i modelli di ossidazione, l’usura superficiale e i cambiamenti nella composizione chimica.
Gli algoritmi vengono addestrati su ampi set di dati contenenti sia materiali invecchiati naturalmente che artificialmente, consentendo loro di distinguere tra la patina autentica e i modelli uniformi o incoerenti spesso presenti nei falsi. Questo progresso tecnologico non solo aiuta a preservare l’autenticità delle collezioni d’arte, ma contribuisce anche a mantenere l’integrità del mercato dell’arte, fornendo solidi strumenti di verifica.
Tuttavia, è fondamentale integrare l’analisi dell’AI con un giudizio umano esperto, che tenga conto delle complessità dell’espressione artistica.
Possiamo, però, affermare che l’accertamento dei falsi d’arte guidato dall’AI rappresenta un potente strumento per salvaguardare il patrimonio culturale e garantire l’autenticità delle opere d’arte.
L’AI quale ausilio per l’uomo; lo sottolineiamo in un Paese come il nostro, da sempre all’avanguardia nel settore della tutela del patrimonio culturale a tutto campo: l’Italia con le sue leggi, a partire dall’articolo 9 della Costituzione (1948 e successiva modifica) e con il Nucleo Tutela del Patrimonio Culturale (NTPC) dell’Arma dei Carabinieri possiede una legislazione e un organismo operativo d’eccellenza, che sono indiscussi modelli a livello mondiale.
3) DIGITALIZZAZIONE DI TESTI ANTICHI
L’intelligenza artificiale sta trasformando anche la digitalizzazione dei testi antichi, grazie a tecnologie come l’elaborazione del linguaggio naturale (NLP) e la computer vision. La scansione ad alta risoluzione e la pre-elaborazione delle immagini potenziata dall’AI migliorano la leggibilità dei manoscritti sbiaditi, mentre i sistemi di riconoscimento ottico dei caratteri, più comunemente noti come sistemi OCR (con AI), convertono i caratteri scritti a mano o stampati in testo leggibile dalla macchina.
Questi sistemi offrono una segmentazione del testo, che viene isolato da altri elementi, quali immagini o decorazioni, assicurando che venga così elaborato solo il testo rilevante.
Tali sistemi vengono addestrati utilizzando set di dati ampi e diversificati, costituiti da testi digitalizzati, scritture ed esempi linguistici di vari periodi storici e di differenti lingue.
Come illustrato nel documento di ricerca Quantitative Analysis of Literary Style, analizzando questi set di dati, l’intelligenza artificiale impara i modelli linguistici, le frasi comuni e le sfumature stilistiche che caratterizzavano l’autore o l’epoca.
Una volta addestrata, l’AI utilizza il riconoscimento dei modelli per analizzare le porzioni di testo intatte, identificando lo stile, la grammatica e la sintassi specifici.
L’AI genera così ricostruzioni plausibili delle sezioni mancanti, presumendo ciò che potrebbe essere stato scritto in origine.
Come nel caso del restauro delle opere d’arte, l’intelligenza artificiale, quindi, può essere utilizzata per ricostruire sezioni mancanti o danneggiate di testi, a causa di muffe, di bruciature etc., rendendo i documenti antichi accessibili agli studiosi e al pubblico di tutto il mondo.
Questo processo è basilare per facilitare la ricerca.
L’AI può, anche, migliorare la conservazione e garantire la protezione a lungo termine del patrimonio culturale archivistico e librario, dando suggerimenti al riguardo.
4) ARCHITETTURA E ARCHEOLOGIA
Un altro ambito in cui l’intelligenza artificiale è sempre di più fondamentale è quello archeologico e architettonico, a partire dalla creazione di repliche digitali e dalle ricostruzioni virtuali di monumenti e di siti storici, offrendo sia dati necessari per eventuali restauri, sia esperienze coinvolgenti, riducendo, inoltre, al minimo la necessità di un’interazione fisica con edifici e con siti “fragili” o in parte difficilmente accessibili. Questi modelli digitali, infatti, servono quali preziosi riferimenti per il restauro e per la didattica.
Un esempio importante del ruolo dell’intelligenza artificiale nel restauro dei siti storici è rappresentato dal lavoro svolto all’Anfiteatro Flavio di Roma (Colosseo). I ricercatori dell’Università di Roma Sapienza hanno sfruttato la tecnologia di riconoscimento delle immagini alimentata dall’intelligenza artificiale per analizzare attentamente la grande impresa dell’architettura romana per la creazione del Colosseo e i successivi interventi di restauro dell’edificio.
Gli algoritmi di AI, infatti, identificano meticolosamente le crepe, i modelli di erosione e i sottili spostamenti strutturali, consentendo agli esperti di restauro di attuare interventi mirati, efficaci e rispettosi dell’integrità storica del Colosseo.
Architettura
L’intelligenza artificiale sta diventando sempre più indispensabile negli interventi di recupero, restauro e conservazione del patrimonio edilizio esistente, offrendo strategie innovative per la valutazione del degrado.
L’AI può essere implementata in modo efficace nel contesto dell’architettura e della conservazione solo a partire da un modello HBIM (Heritage Building Information Modeling), una rappresentazione digitale 3D dell’opera, estremamente ricca di informazioni, che ha lo scopo di restituire fedelmente le caratteristiche del manufatto in termini geometrici, materici, architettonici, fisici e così via.
Cos’è la conservazione architettonica?
La conservazione architettonica si riferisce al processo finalizzato alla protezione del patrimonio culturale immobile del passato, con lo scopo di preservarne le testimonianze storiche e trasmetterne il valore alle generazioni future.
Secondo il Codice dei beni culturali e del paesaggio (Codice Urbani, decreto legislativo 22 gennaio 2004, n. 42 ai sensi dell’articolo 10 della legge 6 luglio 2002) aggiornato con le modifiche introdotte dal D.Lgs. 18 settembre 2024, n. 139 e dal D.Lgs. 25 novembre 2024, n. 190, la conservazione del patrimonio culturale, che, naturalmente, include anche gli edifici di interesse storico e artistico, può essere assicurata solo “mediante una coerente, coordinata e programmata attività di studio, prevenzione, manutenzione e restauro”, che abbia l’obiettivo di:
- limitare le situazioni di rischio connesse al bene culturale nel suo contesto;
- controllare e mantenere nel tempo l’identità, le condizioni fisiche e l’efficienza funzionale del bene e di tutte le sue parti;
- recuperare, quando necessario, l’integrità materiale e i valori culturali del bene medesimo.
L’introduzione dell’AI nei processi di conservazione architettonica sta gradualmente aprendo la strada a nuove e incoraggianti forme di conoscenza, tutela e valorizzazione del patrimonio edilizio esistente.
Lo dimostrano i numerosi progetti di ricerca avviati di recente per lo sviluppo di metodologie innovative finalizzate alla conservazione dei beni culturali, che prevedono la combinazione di tecniche di intelligenza artificiale (come l’apprendimento automatico e la visione computerizzata) con soluzioni tecnologiche quali droni, robot, scanner 3D, LiDAR, etc.
L’implementazione dell’AI nell’ambito dell’architettura e della conservazione può essere indirizzata verso il raggiungimento di diversi obiettivi. Tra i casi d’uso più importanti e promettenti per il futuro ritroviamo sicuramente le applicazioni di seguito riportate:
- rilevamento e mappatura di punti inaccessibili: i droni dotati di sensori intelligenti consentono di raggiungere le parti più inaccessibili di un manufatto ed effettuare riprese aeree e acquisizioni di nuvole di punti 3D, da importare nel software di modellazione per la costruzione dei modelli HBIM. L’intelligenza artificiale permette, inoltre, ad alcuni sistemi di analizzare i dati e le immagini raccolte, per valutare lo stato di degrado del bene e identificare in maniera automatica le aree che necessitano di intervento o restauro;
- diagnostica e monitoraggio: partendo da un modello HBIM è possibile sviluppare un sistema intelligente capace di dialogare con l’edificio in tempo reale, con lo scopo di monitorare lo stato di salute del manufatto e proporre soluzioni adeguate alla sua corretta gestione e conservazione. I sensori intelligenti posizionati nei punti strategici dell’edificio consentono di tenere sotto controllo tutti parametri significativi (fisici, strutturali, ambientali, funzionali, ecc.) e di mettere in atto strategie di intervento mirate alla risoluzione di problemi specifici;
- ricomposizione di manufatti frammentati: la tecnologia dell’AI può essere sfruttata per la ricostruzione di manufatti antichi, grazie all’utilizzo di robot intelligenti capaci di elaborare, abbinare e assemblare fisicamente, in modo autonomo e in tempi brevi, reperti frammentati di difficile ricomposizione per un essere umano.
Di recente, è stata condotta una sperimentazione presso il Parco Archeologico di Pompei, in cui è stata messa a punto un’infrastruttura robotica combinata a tecnologie di scansione 3D e a tecniche di apprendimento automatico e visione computerizzata, finalizzata al restauro e alla ricomposizione degli splendidi affreschi del soffitto della Casa dei Pittori al Lavoro e della Schola Armaturarum; - conservazione preventiva: l’intelligenza artificiale permette di sviluppare modelli predittivi che sono in grado di identificare i fattori di rischio e di vulnerabilità per gli edifici di interesse storico (ma anche per le costruzioni più recenti), basati su studi multi-scenario che valutano i rischi ambientali, i cambiamenti climatici, il livello di utilizzo dei manufatti, gli aspetti strutturali, e così via.
Questi modelli consentono di migliorare i processi decisionali e di ridurre al minimo la perdita di beni di interesse storico e artistico. Il loro scopo è, infatti, quello di gestire i rischi, la vulnerabilità e la vita funzionale degli edifici, contribuendo alla conservazione del patrimonio culturale costruito e aiutando le parti interessate a prendere decisioni più informate.
5) TURISMO, SETTORE VITALE PER L’ITALIA
Il sistema museo
Realtà museali, un esempio virtuoso
Un primo passo è già stato attuato dal Polo museale della Città del Vaticano per una perfetta integrazione tra tecnologia e cultura, senza snaturare il fascino dell’arte e della storia. L’obiettivo era quello di creare uno Smart Museum efficiente, interessante e coinvolgente per i propri visitatori anche attraverso tour online in 3D.
Al fine di realizzare il progetto, per prima cosa è stata migliorata la piattaforma centrale del Museo, responsabile delle funzioni più importanti. La piattaforma si occupa degli impianti di sicurezza di tutte le sale: rileva ogni aspetto, dagli allarmi antincendio fino ai sensori che individuano il numero di persone nelle sale.
Si è pensato, quindi, all’installazione di un’AI integrata alla piattaforma dei sistemi di sorveglianza. L’AI provvede a offrire strumenti per illustrare il museo e, al contempo, a indirizzare le persone verso le uscite più sicure e vicine, in caso di emergenza.
Un altro utilizzo molto interessante posto in essere è quello della regolazione degli assembramenti, per evitare che si verifichino all’interno delle varie sale.
L’importanza di unire tecnologia e cultura
La digitalizzazione di un’esperienza come quella dei Musei Vaticani (extraterritoriale, ma esemplificativa per la museografia italiana) è importantissima e di forte esempio per realtà simili. Puntare sulla tecnologia, tra app, social network e realtà virtuale è il futuro di un settore tanto vasto quanto remunerativo come quello della cultura.
In Italia, il Museo Egizio di Torino rientra fra i musei innovativi per l’utilizzo dell’AI, grazie anche al lavoro del professor Davide Mezzino della IULM, partner di CSAIA ETS.
In Italia è necessario fare di più, è essenziale una svolta sostanziale per risollevare le sorti di questo settore. Siamo il primo Stato per numero di siti Unesco!
Quando si tratta di musei, l’AI può essere incorporata in diversi modi, dall’esperienza dei visitatori al dietro le quinte.
L’AI può migliorare l’esperienza dei visitatori e il loro accesso al museo attraverso siti web, chatbot e strumenti di analisi.
Rendendo i sistemi più efficienti, è bene sottolineare che si possono far risparmiare ai musei tempo e denaro e, insieme, che si può dare a essi maggior reddito dai ricavi.
I contenuti generati dall’AI, per analizzare e interpretare dati e informazioni, possono creare o generare contenuti come testi, immagini e video.
Questi contenuti sono importanti all’interno di visite museali e di mostre virtuali, con le quali i visitatori vengono a contatto con l’arte generativa.
Ad esempio, il Museo del Louvre a Parigi ha messo a punto un tour virtuale che utilizza contenuti generati dall’intelligenza artificiale. Il tour virtuale include visite a 360° delle sezioni allestitive più note del museo; un tour che va a perfezionare guide audio e video e che fornisce approfondimenti anche attraverso funzioni di ricerca visiva sugli smartphone dei turisti.
Le istituzioni culturali possono creare mostre interattive che rispondano alle preferenze dei visitatori, fornire tour virtuali di siti storici non più accessibili al pubblico o creare mostre virtuali per i visitatori che non possono recarsi di persona alle esposizioni a causa di problemi di mobilità o altro.
L’AI, con repliche digitali e ricostruzioni virtuali, offre esperienze suggestive e può ridurre al minimo l’interazione fisica con manufatti delicati, o, al contrario, potenziare la possibilità di conoscere a 360° opere che, nella loro abituale allocazione, permettono solo una loro visione parziale.
E tutto questo anche per i tour naturalistici, per i luoghi del patrimonio paesaggistico e ambientale.
Fondamentale per una didattica inclusiva!
In quest’ottica, i musei possono arrivare a creare operatori robot umanoidi, con lo scopo di rispondere alle domande dei visitatori!
Nel 2015, l’azienda francese Aldebaran Robotics ha sviluppato un robot umanoide chiamato Pepper.
Questi robot oggi sono molto richiesti e si occupano di vari siti turistici fra i quali, ad esempio, i tre musei che compongono il Museo Smithsonian a Washington.
6) CONCLUSIONI
Si potrebbe riflettere sulla lezione della Critica del Giudizio (1790) di Immanuel Kant, secondo cui “Nel bello non è la conoscenza del concetto, ma l’intuizione, a decidere”. L’AI potrebbe non cogliere gli aspetti più profondi e non suscettibili di essere misurati logicamente o quantitativamente, aspetti che solo l’approccio umano può comprendere appieno.
Tuttavia, l’AI rappresenta un prezioso supporto che può essere ulteriormente sviluppato, ad esempio integrando l’analisi chimica dei pigmenti delle opere, per ampliare le sue potenzialità nel campo dell’autenticazione artistica.
Il futuro dell’AI nella conservazione del patrimonio culturale potrebbe portare a progressi interessanti per trasformare ulteriormente il modo in cui proteggiamo e utilizziamo i beni culturali. Con la continua evoluzione della tecnologia AI, possiamo aspettarci applicazioni più sofisticate in aree come la realtà virtuale, la realtà aumentata e gli algoritmi di apprendimento automatico.
Queste tecnologie consentiranno esperienze ancora più coinvolgenti e interattive, permettendo alle persone di tutto il mondo di esplorare e apprezzare il patrimonio culturale in modi mai visti prima.
Contributo presentato presso i seguenti convegni organizzati dalla Camera dei Deputati e dall’ University for Peace – United Nations Mandated in collaborazione con CSAIA ETS:
INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Nuove sfide: dalla ricerca avanzata in Medicina, alla Cybersecurity, all’Art & Humanities.
Sala della Regina – Palazzo Montecitorio –, Roma
25 febbraio 2025 – ore 10.00
INTELLIGENZA ARTIFICIALE
Impatto sociale, giuslavorativo, geopolitico e geoeconomico.
University for Peace – United Nations Mandated
Palazzo Falletti, Via Panisperna 207, Roma
11 giugno 2025 – 10.00-16.00
