Desde hace unos días, a raíz de una próxima conferencia en el MAN de parte de un equipo de la Universidad Francisco de Vitoria, se está hablando sobre la posibilidad de reconstruir edificios históricos de forma, literalmente, «automática» gracias a la IA. Pero, ¿Qué sabemos de ello? ¿es de verdad posible hoy por hoy? ¿lo será en algún momento?
CÓMO SE LLEVA A CABO UNA RECONSTRUCCIÓN VIRTUAL CIENTÍFICA
Para comprenderlo vamos a ver, de forma rápida, en qué consiste y cómo se lleva a cabo una reconstrucción virtual en 3D de un edificio histórico. En primer lugar, es fundamental plantear una buena documentación histórico-arqueológica e histórico-artística del bien patrimonial a reconstruir. Esta investigación nos permitirá comenzar a dar forma a la hipótesis reconstructiva. En segundo lugar, documentaremos en 3D, siempre que sea posible, los restos del bien patrimonial a reconstruir, usando fotogrametría o escaneado láser. Esto nos permite disponer de un gemelo digital preciso sobre el que dispondremos la reconstrucción. El trabajo de forma tridimensional nos permite ser fieles a los restos conservados, a la posición de cada muro o cada pie de columna, que siempre, aunque no nos lo parezca, son irregulares y únicos.
Comenzamos entonces la fase de creación de la hipótesis reconstructiva mediante el diseño de bocetos tridimensionales. Todo elemento tiene una razón para reconstruirse de determinado modo. Herramientas como Extended Matrix nos pueden ayudar a registrar ese proceso. La hipótesis reconstructiva se va puliendo poco a poco durante el proceso de trabajo y se llevan a cabo modificaciones sobre muchos de los elementos hasta que el inmenso puzzle histórico sea plausible y coherente histórica y arquitectónicamente.
Cada elemento importa y el propio proceso de creación de la reconstrucción virtual ayuda a arqueólogos e historiadoras a definir la hipótesis reconstructiva, formando parte del propio trabajo científico de investigación de un bien patrimonial.
Solo después se obtienen los acabados finales, las imágenes, animaciones 3D o modelos interactivos que son disfrutados por el público en paneles, web, publicaciones o visores de realidad virtual. Todo este proceso de trabajo sobre una reconstrucción virtual que lleva a definir la hipótesis reconstructiva de forma tridimensional, constituye en sí mismo un proceso científico sobre el que, como especialistas, debemos tener el máximo control.
«Reconstrucción virtual automática»: el papel de la IA
Un equipo de investigadores de la Universidad Francisco de Vitoria lleva tiempo trabajando en la posibilidad de que, mediante IA, sea posible reconstruir automáticamente, de forma virtual, edificios históricos. A priori suena impresionante y han publicado varios artículos sobre el tema. Plantean, en esencia, un nuevo paradigma en el que, mediante el entrenamiento controlado de una IA, ésta sea capaz de reconstruir de forma automática, sobre una imagen, las partes faltantes de un edificio en ruinas.
Aquí viene el primer problema: el resultado, en principio, es bidimensional, es decir, no es un modelo 3D sino solo una imagen. Esto limita mucho el trabajo posterior ya que no permite obtener nuevas vistas sin volver a solicitar a la IA que «genere» una nueva reconstrucción. Esto, a su vez, puede conducir a inconsistencias entre los diferentes resultados de la IA y, aún más preocupante, impide que el resultado pueda ser editado o cmpletado en 3D.
Por otro lado, para que este método funcione deben darse 2 condiciones:
1) la ruina debe ser reconocible visualmente por el sistema de IA, lo que quiere decir que quizás funcionaría con la imagen de un templo griego prácticamente completo pero no sería capaz de reconocer la arquitectura de un templo griego conservado solo en parte ni, por supuesto, a la altura de los cimientos. Es decir, quizás pudiera funcionar con la primera imagen de las que veis bajo estas líneas pero no con las otras dos, ya que no las comprendería.
2) la IA necesita de un inmenso banco de imágenes para ser entrenada. El equipo de investigadores lo ha hecho con imágenes sintéticas (reconstrucciones virtuales hechas a mano) que muestran el proceso ideal de ruina de uno de estos templos para «enseñar» a la IA a reconocerlos en las imágenes.
Sin embargo, nuestra experiencia nos dice que cada edificio histórico es único y que en el 90% de los casos no solo no existe un modelo directo sino que tampoco puede inferirse a partir de una imagen la reconstrucción correcta del mismo siguiendo módulos o paralelos.
Es relativamente posible entrenar a una IA con reconstrucciones de un templo griego, probablemente uno de los modelos arquitectónicos más matemáticos y modulares que existen, para que las replique sobre determinada fotografía muy reconocible de las ruinas de uno de ellos. Pero no sería posible, por ejemplo, entrenar una IA para reconstruir de forma científica y acorde a los restos arqueológicos la calle romana que véis bajo estas líneas, de la que quedan restos exiguos y que no responde a modelos estandarizados.
Es más, no sería posible siquiera construir un banco de imágenes para entrenar una IA que te reconstruyera el Erecteion de Atenas, pues no sigue el esquema del templo griego «ideal». No habría suficientes paralelos salvo que se la entrenara con una reconstrucción ya existente.
En resumen: este sistema de Inteligencia Artificial (IA) solo puede reconstruir con cierta precisión edificios modulares muy concretos, que respeten unas características estilísticas muy estandarizadas y necesita usar bancos de imágenes extensos de paralelos para ofrecer resultados. Necesita, además, de un entrenamiento muy concreto donde no solo hace falta un banco grande de imágenes sino también que estas incluyan distintos estados de ruina del mismo tipo de edificio para que la IA pueda entenderla y eventualmente reconstruirla.
En conclusión: al menos por el momento, la IA no puede llevar a cabo reconstrucciones virtuales en 3D porque estos trabajos son en sí mismos verdaderas investigaciones científico-sociales que requieren de la intervención consciente y constante de expertos y expertas en la materia. Una reconstrucción virtual en 3D, lejos de ser la repetición acrítica de un estilo arquitectónico, es un trabajo de investigación que se construye y se publica de forma visual y en el que es necesario tener el control justificado de todos los elementos representados.
Esto, por supuesto, no quita valor a la investigación del equipo que está trabajando en este sistema, pero demuestra las inmensas limitaciones de esta metodología, que hacen que no pueda usarse en el 99% de los casos cuando hablamos de reconstrucción virtual científica.
Bibliografía:
A. Nogales et al. (2021): «ARQGAN: An evaluation of generative adversarial network approaches for automatic virtual inpainting restoration of Greek temples.»
A. Nogales et al. (2023): «Automatic Virtual Reconstruction of Historic Buildings Through Deep Learning. A Critical Analysis of a Paradigm Shift.»
Reconstrucción virtual del patrimonio arquitectónico mediante inteligencia artificial.
PAR - Arqueología y Patrimonio Virtual 