Viaggio nel Paleolitico con i droni e la realtà virtuale

Il sito archeologico e la sua scoperta

Il sito dei Balzi Rossi, in riva al mare a pochi metri dal confine italo francese e dai Giardini Botanici Hanbury, è considerato uno dei luoghi più importanti per lo studio della preistoria in Europa. 

«La scoperta di questa zona archeologica avvenne nel corso dell’Ottocento – sottolinea Antonella Traverso, direttore del Museo Preistorico dei Balzi Rossi. – Si devono al Principe Alberto I di Monaco le prime ricerche archeologiche sistematiche nel sito; in quegli anni erano in programma gli scavi per la linea ferroviaria Genova-Ventimiglia ma il Principe riuscì ad accordarsi con il proprietario dell’area per far precedere i lavori di cava da scavi archeologici. Con la collaborazione di Gustave Saige, conservatore degli archivi di palazzo del Principato di Monaco, il Principe fece riprendere gli scavi secondo principi stratigrafici, attraversando la parte centrale del deposito della Barma Grande e poi saggiando per la prima volta il deposito della grotta del Principe».

Nel 1895 Alberto I di Monaco acquistò una delle grotte, la Barma del Ponte, da allora chiamata “Grotta del Principe” e incaricò il canonico Leonce de Villeneuve di avviare le ricerche secondo un metodo scientifico che lui voleva sperimentare. In un suo scritto infatti sosteneva: “Perché uno scavo sia utile alla scienza la prima condizione è che il ricercatore conosca la stratificazione del giacimento che esplora. Gli strati di un deposito sono come i fogli di un libro, i fossili e gli utensili come le illustrazioni”.

«Oggi, nel 2022 – racconta Gianni Vercelli, responsabile della ricerca UniGe – il metodo scientifico può e deve essere aiutato dalle tecnologie di ultima generazione, come i droni dotati di sensori multispettrali e lidar, utili a costruire modelli 3D e acquisire immagini georeferenziate e ad altissima definizione. Per questo a settembre 2021 è nata la collaborazione con la Direzione Regionale Musei Liguria ai Balzi Rossi, partendo dal rilievo aereo della falesia e delle grotte. Da qui abbiamo iniziato a elaborare i modelli composti da centinaia di milioni di punti 3D e ad annotare alcune migliaia di immagini georeferenziate delle pareti, che potranno essere visualizzate in modo immersivo grazie alla realtà virtuale».

Un’occasione speciale per presentare la ricerca UniGe

In occasione delle celebrazioni dedicate al Principe Alberto I di Monaco, Henry de Lumley, Presidente dell'Institut de paléontologie humaine (IPH) di Parigi e appassionato studioso del sito dei Balzi Rossi, ha riunito ricercatori e autorità per visitare le grotte e commemorare l’attività del Principe Alberto I come appassionato archeologo e promotore di un moderno metodo scientifico.

Durante l’incontro, a cui hanno partecipato tra gli altri Massimo Osanna, Direttore generale dei Musei del Ministero della Cultura, e Federico Delfino, Rettore dell’Università di Genova, i ricercatori del Centro Droni (Ce.Dro.) e del laboratorio 3DLabFactory DIBRIS dell’Università di Genova hanno condiviso i primi risultati della ricerca, frutto della collaborazione avviata nel 2021 con la Direzione Musei Archeologici della Regione Liguria (MIC) e la EuroDrone di Boves (CN). Grazie ai droni e alla realtà virtuale, gli studiosi e i visitatori dell’area archeologica potranno fare un vero e proprio viaggio a ritroso nel tempo, dai giorni nostri fino al Paleolitico.

Strumenti, metodologia e risultati della ricerca UniGe-MIC ai Balzi Rossi

Il gruppo di ricercatori e piloti droni ha effettuato per la prima volta un rilievo topografico ad alta precisione dell’area archeologica e delle grotte dei Balzi Rossi, realizzando una mappatura dello stato della falesia con una precisa documentazione dello stato di conservazione delle pareti esterne e di quelle interne delle cavità e dei lembi di deposito archeologico ancora in situ.
Per questa fase sono stati utilizzati droni di diverse categorie, dotati di specifici sensori (Matrice 300 RTK equipaggiato con LIDAR L1, Matrice 210 V2 RTK equipaggiato con sensori termici collimati con camere 4K, Phantom P4 multispectral, DJI Mini e Mavic 3).
L'uso di tali droni, con camere stabilizzate ad altissima risoluzione, è la chiave per creare un corpus digitale aggiornato dell’arte parietale dei Balzi Rossi.

Il corpus fotografico digitale annotato dei Balzi Rossi è attualmente in fase di costruzione. Esso è costituito da 1 banca dati appositamente creata da studenti del corso di laurea magistrale in Computer Engineering dell'Università di Genova, composta da 2 dataset di immagini raw originali, dai relativi metadati tecnici e dalla precisa cronologia delle elaborazioni effettuate.

Una scoperta inattesa

Durante il mese di gennaio 2022, nelle fasi preliminari di ripulitura ed annotazione delle immagini della Grotta del Caviglione, a circa 3,5 metri dall’attuale livello del suolo della caverna, sulla parete opposta a quella su cui è riportata la famosa incisione rappresentante ”il cavallo del Caviglione” (1971), le elaborazioni digitali delle immagini hanno permesso di individuare nuovi segni e tracce cromatiche che si aggiungono alle incisioni già note riferite al Paleolitico superiore.

Viaggiare nello spazio e nel tempo

Il materiale raccolto nel corso dei rilievi consente la realizzazione di modelli tridimensionali dell’area archeologica a partire dalla nuvola di punti 3D georeferenziata. La nuvola ottenuta, composta da centinaia di milioni di punti, è stata rielaborata e ottimizzata al fine di ottenere un modello 3D di circa 250.000 poligoni per la presentazione preliminare ai Balzi Rossi. Nella demo, presentata il 10 febbraio 2022, è stata realizzata, oltre alla ricostruzione del contesto odierno, una prima versione di “capsula temporale” del sito risalente alla fine della glaciazione di Würm.

I visitatori, indossando un visore, hanno potuto osservare la trasformazione dell’area dei Balzi Rossi negli ultimi 30 mila anni ed esplorare luoghi altrimenti inaccessibili.

Screen dalla viewport dell'editor Unreal Engine 4

Screen di gameplay effettuati dal visore con i controller Oculus Quest

Il video realizzato da Wonderland production

Gruppo di ricerca “Balzi Rossi”

• Responsabili scientifici: Antonella Traverso e Gianni Vercelli
• Acquisizione ed elaborazione dati droni, piani di volo, elaborazione nuvole di punti e modelli digitali 3D ad altissima precisione: Massimo Perotti (Eurodrone), Alessandro Pozzi e Gianni Vercelli (Dipartimento di informatica, bioingegneria, robotica e ingegneria dei sistemi - DIBRIS; Centro Interdipartimentale di Ricerca sui Sistemi Aeromobili a Pilotaggio Remoto - Ce.Dro)
• Costruzione del corpus fotografico digitale annotato dei Balzi Rossi, analisi e affinamento dati: Chiara Panelli (MIC) e Antonella Traverso, Alessio Formica e Walter Rossi (Computer Engineering UniGe)
• Modellazione 3D, creazione della esperienza in realtà virtuale: Saverio Iacono (3DLabFactory DIBRIS), Matteo Scaramuzzino (Digital Humanities UniGe), Andi Shapka (Computer Engineering UniGe).