Αλόννησος – Τεχνητή νοημοσύνη στέκει φρουρός στην «Ακρόπολη των Ναυαγίων»

Κρυμμένο 25 μέτρα κάτω από τα κύματα, στην καρδιά του μεγαλύτερου θαλάσσιου πάρκου της Ευρώπης, το ανεπίδοτο φορτίο ενός εμπορικού πλοίου περιμένει στον βυθό εδώ και 2.500 χρόνια. Είναι η «Ακρόπολη των Ναυαγίων», όπως το αποκαλούν οι ντόπιοι, το πρώτο επισκέψιμο αρχαίο ναυάγιο στην Ελλάδα – ένα υποβρύχιο μουσείο όπου η αρχαιότητα συναντά την τεχνητή νοημοσύνη και ανοίγει τη χώρα στον καταδυτικό τουρισμό.

Το ναυάγιο της Περιστέρας, μερικές δεκάδες μέτρα από την ομώνυμη βραχονησίδα κοντά στην Αλόννησο, επιτηρείται από ένα μοναδικό υποβρύχιο σύστημα συναγερμού, προϊόν ελληνικής καινοτομίας. «Από ό,τι γνωρίζουμε δεν υπάρχει κάτι παρόμοιο αλλού στον κόσμο» καμαρώνει ο Γιώργος Παπαλάμπρου, επίκουρος καθηγητής Ναυτικής Μηχανολογίας στο ΕΜΠ και μέλος της ομάδας NOUS που σχεδίασε, κατασκεύασε και εγκατέστησε τον εξοπλισμό.

Υποβρύχια μουσεία λειτουργούν και αλλού στον κόσμο, κανένα όμως δεν επιτηρείται από σύστημα ασφάλειας που αναγνωρίζει αυτόματα τους μη εξουσιοδοτημένους δύτες, ή ακόμα και ύποπτα υποβρύχια, και ειδοποιεί μόνο του τις λιμενικές αρχές. Η πρόσβαση σε άλλες ενάλιες αρχαιότητες της Ελλάδας απαγορεύεται αυστηρά, και το ναυάγιο της Περιστέρας είναι το πρώτο που άνοιξε για επισκέπτες. Πάνω από 250 δύτες επισκέφθηκαν τον χώρο στο πρώτο δίμηνο πιλοτικής λειτουργίας το 2020, και πολλοί ακόμα αναμένονται την εφετινή σεζόν που διαρκεί μέχρι τις  15 Οκτωβρίου.

Πέντε κάμερες παρακολουθούν τους χιλιάδες αμφορείς από όλες τις γωνίες (Πηγή: Stefanos Kontos)

Η πιλοτική λειτουργία του μουσείου στο Εθνικό Θαλάσσιο Πάρκου Αλοννήσου – Βορείων Σποράδων χρηματοδοτείται από την Περιφέρεια Θεσσαλίας με κονδύλι 960.000 ευρώ από το ΕΣΠΑ. Το ίδιο έργο προβλέπει την ανάδειξη ακόμα τριών ναυαγίων στον Δυτικό Παγασητικό, ενώ η τεχνολογία της ομάδας NOUS ήδη προσελκύει ενδιαφέρον από υπουργεία Πολιτισμού άλλων χωρών.

Αναγνώριση αντικειμένων

To σύστημα της ομάδας NOUS περιλαμβάνει πέντε υποβρύχιες κάμερες που παρακολουθούν το ναυάγιο από όλες τις γωνίες. Συνδέονται μέσω καλωδίων και οπτικών ινών σε μια πλατφόρμα πάνω στη βραχονησίδα Περιστέρα, η οποία περιλαμβάνει ηλιακούς συλλέκτες και μπαταρίες που προφέρουν αυτονομία έως δέκα ημερών. Μια κάμερα επιφανείας ελέγχει για προσεγγίσεις μη εξουσιοδοτημένων σκαφών.

To στεγανό σύστημα περιλαμβάνει βούρτσα για τον καθαρισμό του φακού της κάμερας (Πηγή: Nous)

Τα δεδομένα μεταδίδονται στην Αλόννησο με κεραία μικροκυμάτων και από εκεί φτάνουν μέσω Διαδικτύου σε διακομιστές, όπου αλγόριθμοι μηχανικής μάθησης εξετάζουν τις εικόνες για δύτες, φώτα ή υποβρύχια και ενημερώνουν αυτόματα τις αρμόδιες αρχές. «Το σήμα μεταδίδεται στο ΚΕΛΕΣ, το Κέντρο Ελέγχου Σημάτων στο οποίο είναι συνδεδεμένα όλα τα μουσεία της χώρας» εξηγεί ο δρ Παπαλάμπρου, ο οποίος συνεργάστηκε στην ανάπτυξη των αλγορίθμων με τον Κώστα Κατσιούλη, εκπαιδευτή καταδύσεων και μηχανικό πληροφοριακών συστημάτων του ΑΠΘ. «Υποφέρουμε πάντως από τις χαμηλές ταχύτητες του Διαδικτύου στην Αλόννησο» διαμαρτύρεται ο δρ Παπαλάμπρου.

Οι αλγόριθμοι μηχανικής μάθησης είναι προγράμματα τεχνητής νοημοσύνης (AI) που μαθαίνουν να αναγνωρίζουν μοτίβα μέσα από παραδείγματα. Στη συγκεκριμένη περίπτωση, το σύστημα εκπαιδεύτηκε με τις πολυάριθμες εικόνες που έχει συγκεντρώσει στη διάρκεια καταδύσεων η ομάδα NOUS. Είχε στη διάθεσή της ακόμα και ρομποτικό υποβρύχιο, του οποίου οι εικόνες επίσης τροφοδοτήθηκαν στον αλγόριθμο για την αποτροπή παράνομων προσεγγίσεων υποβρύχιων συσκευών υψηλής τεχνολογίας.

Το υποβρύχιο σύστημα συναγερμού αναπτύχθηκε από το μηδέν από την ομάδα NOUS και δοκιμάστηκε στην Αθήνα πριν μεταφερθεί στην Αλόννησο την άνοιξη του 2020. «Για τον αρχικό έλεγχο της στεγανότητας των υλικών αγοράσαμε μια πλαστική πισίνα» λέει ο Βασίλης Μεντόγιαννης, το τρίτο μέλος της ομάδας NOUS, επαγγελματίας δύτης και συνεργάτης του υπουργείου Πολιτισμού στην ενάλια τεκμηρίωση. Η πισίνα στήθηκε στην αυλή του δρος Παπαλάμπρου στα Σπάτα για να δοκιμαστεί το υποβρύχιο δίκτυο LAN. Η ομάδα δημιούργησε τα πρωτότυπα με τρισδιάστατη εκτύπωση πριν κατασκευαστούν τα τελικά εξαρτήματα, τα οποία βυθίστηκαν σε λεκάνες με νερό και δοκιμάστηκαν σε υπερβαρικό θάλαμο που χρησιμοποιείται κανονικά για την αποσυμπίεση δυτών.

«Η βούρτσα των υαλοκαθαριστήρων για τον καθαρισμό των καμερών κατασκευάστηκε για εμάς από βιοτεχνία στην Κοζάνη» λέει ο κ. Μεντόγιαννης. Οι υαλοκαθαριστήρες λειτουργούν κι αυτοί με τεχνητή νοημοσύνη, η οποία συγκρίνει την τρέχουσα εικόνα με προηγούμενες λήψεις για να καταλάβει αν η κάμερα χρειάζεται καθάρισμα. Αυτή είναι το δεύτερο σύστημα AI που περιλαμβάνει το σύστημα NOUS. Ενα τρίτο σύστημα παρακολουθεί την εικόνα από την κάμερα επιφανείας για να αναγνωρίζει μη εξουσιοδοτημένα σκάφη.

«Επειτα από διάστημα ενός έτους και επτά επισκέψεις μπορούμε να πούμε ότι η λειτουργία του NOUS είναι συνεχής και απρόσκοπτη» διαβεβαιώνει ο δρ Παπαλάμπρου.

Το ναυάγιο

Η ανάπτυξη του συστήματος άρχισε το 2019, όταν η Εφορεία Εναλίων Αρχαιοτήτων, στο πλαίσιο της προσπάθειας να ανοίξει ο πρώτος επισκέψιμος ενάλιος αρχαιολογικός χώρος στη χώρα, ανέθεσε στην ομάδα NOUS τη μελέτη για ένα υποβρύχιο σύστημα παρακολούθησης που θα έκανε εφικτή την προστασία του αρχαίου ναυαγίου. Με την ομάδα NOUS συνεργάστηκε η καταδυόμενη αρχαιολόγος της Εφορείας Εναλίων Αρχαιοτήτων Δέσποινα Κουτσούμπα, που παρουσίασε τις ενέργειες για το άνοιγμα του αρχαίου ναυαγίου στο 2ο διεθνές συνέδριο Dive in Blue Growth.

Ο επισκέπτης έχει τη μοναδική ευκαιρία να πετάξει πάνω από τα εκθέματα (Πηγή: NOUS)

Εκτός από το οπτικό σύστημα παρακολούθησης, στον χώρο του ναυαγίου της Περιστέρας  τοποθετήθηκαν υποβρύχιες πινακίδες που οριοθετούν τη διαδρομή των δυτών και αναδεικνύουν τα σημαντικότερα ευρήματα στον βυθό. Οι δύτες, που συνοδεύονται από εξουσιοδοτημένα καταδυτικά κέντρα, έχουν στη διάθεσή τους περίπου μισή ώρα για να περιηγηθούν στο ναυάγιο. Κύριο αξιοθέατο είναι οι περίπου 3.500 αμφορείς, των οποίων τα χαρακτηριστικά μαρτυρούν ότι το πλοίο μετέφερε κρασί από την αρχαία Μένδη της Χαλκιδικής και τη Σκόπελο (περιοχές γνωστές στην αρχαιότητα για το κρασί τους) καθώς και μελανόμορφα αγγεία που χρησιμοποιούνταν στα αθηναϊκά συμπόσια – ό,τι θα χρειαζόταν δηλαδή κανείς για ένα πάρτι οινοποσίας.

Η «Ακρόπολη των Ναυαγίων» θεωρείται από τα σημαντικότερα ναυάγια της κλασικής αρχαιότητας όχι μόνο λόγω του πλούσιου φορτίου αλλά και για τις διαστάσεις του – το πλοίο που βυθίστηκε το 425 π.Χ. είχε μήκος γύρω στα 25 μέτρα και εκτόπισμα γύρω στους 120 τόνους, κάτι που μαρτυρεί ότι μεγάλα εμπορικά πλοία ταξίδευαν στη Μεσόγειο ήδη από τον 5ο π.Χ. αιώνα.

Ο λόγος που το πλοίο βυθίστηκε πιθανότατα δεν θα γίνει ποτέ γνωστός. Κατά την ανασκαφή που διηύθυνε η δρ Ελπίδα Χατζηδάκη, ίχνη καμένου ξύλου βρέθηκαν κάτω από τους αμφορείς, οπότε δεν αποκλείεται να είχε ξεσπάσει πυρκαγιά. Ρόλο έπαιξε ενδεχομένως και το μεγάλο βάρος του φορτίου: σύμφωνα με τους αρχαιολόγους, την περίοδο του Πελοποννησιακού Πολέμου οι υψηλές τιμές των προϊόντων ενθάρρυναν την υπερφόρτωση των εμπορικών πλοίων. Ακόμα και τότε, όπως φαίνεται, το κέρδος ήταν συχνά σημαντικότερη προτεραιότητα από την ασφάλεια.

Επόμενος στόχος

Μετά την εγκατάσταση του συστήματος, επόμενος στόχος της ομάδας είναι να εκπαιδεύσει το σύστημα και για την αυτόματη αναγνώριση ειδών του πλούσιου οικοσυστήματος της Αλοννήσου, όπως οι ροφοί και οι διάσημες φώκιες της περιοχής. Και σε αυτή την περίπτωση, υπάρχει άφθονο οπτικό υλικό για την περαιτέρω εκπαίδευση της τεχνητής νοημοσύνης.

Στο Στρατώνι Χαλκιδικής απαντούν ιππόκαμποι όπως το είδος Hippocampus hippocampus (Πηγή: Hans Hillewaert)

Ενα παρόμοιο σύστημα AI έχει εξάλλου χρησιμοποιηθεί για την αυτόματη αναγνώριση των ιππόκαμπων στη μοναδική αποικία τους στο Στρατώνι Χαλκιδικής, όπου απαντούν δύο είδη του γένους Hippocampus. Η τεχνητή νοημοσύνη θα μπορούσε έτσι να αποτελέσει σημαντικό εργαλείο για την καταγραφή και την προστασία της πλούσιας, αλλά συχνά απειλούμενης, βιοποικιλότητας του Αιγαίου.

Υπάρχουν όμως κι άλλες πιθανές εφαρμογές – ως καθηγητής Ναυτικής Μηχανολογίας, ο δρ Γ. Παπαλάμπρου πειραματίζεται τώρα με σύστημα ΑΙ που αναγνωρίζει ποια πλοία χρειάζονται καθαρισμό από τη σκουριά. Και, όπως φαίνεται, το NOUS θα μπορούσε σύντομα να γίνει εξαγώγιμη καινοτομία, αφού σύμφωνα με τον κ. Μεντόγιαννη έχουν ήδη εκφράσει ενδιαφέρον τα υπουργεία Πολιτισμού της Βρετανίας και της Μάλτας και το Εθνικό Μουσείο της Δανίας.

Έντυπη έκδοση Το Βήμα