Cultura

Il Verticale – Cultura si propone di esplorare la letteratura scientifica riguardo alla valorizzazione della cultura in tutte le sue forme, utilizzando soluzioni innovative e tecnologie all'avanguardia per il restauro, la conservazione, la tutela e la diffusione del patrimonio culturale mondiale e dell’arte in tutte le sue forme. La cultura è considerata un tesoro inestimabile e un collegamento alle nostre radici storiche e identità culturali. In questo contesto, la Verticale 1 ha l'obiettivo di preservare, proteggere e divulgare tali ricchezze, sfruttando l'Intelligenza Artificiale (IA), l'Internet delle Cose (IoT) e altre tecnologie avanzate. 

Uno degli aspetti fondamentali affrontati in questa verticale riguarda il restauro, la conservazione e la salvaguardia dei beni culturali e delle opere d'arte. Grazie all'applicazione dell'IA, dell'IoT, è possibile affrontare sfide complesse e delicate, ripristinando opere d'arte e patrimoni culturali in modo filologicamente corretto e duraturo.  

Un altro elemento rivoluzionario introdotto in questo contesto è il concetto di "Digital Twin Culturale." La creazione di gemelli digitali di opere d'arte consente uno studio approfondito, simulazioni realistiche di interventi di restauro, ricostruzioni filologiche e, soprattutto, una fruizione interattiva, aumentata e virtuale delle opere. Questa tecnologia consente al pubblico di immergersi in un'esperienza culturale coinvolgente e unica.  

Il mondo dell'arte e della creatività sta vivendo una trasformazione significativa grazie all'adozione di tecnologie all'avanguardia. Video mapping, installazioni digitali, intelligenza artificiale generativa, blockchain e cripto-arte sono solo alcune delle innovazioni che contribuiscono alla tutela della creatività digitale e al supporto di artisti e creativi. 

Infine, per rendere la cultura accessibile a tutti e favorire l'alfabetizzazione digitale nel contesto urbano, la Verticale - Cultura si concentra anche sulla divulgazione e sull'alfabetizzazione. Attraverso la realizzazione di ambienti culturali espansi digitalmente e lo sviluppo di nuove forme di divulgazione scientifica e culturale, si intende accrescere la consapevolezza e l'interesse verso il patrimonio culturale. 

Questo deliverable dedicato al Verticale Cultura ha l’obiettivo di fornire un'approfondita analisi dello stato dell'arte nell'utilizzo di tecnologie digitali emergenti per preservare, proteggere, diffondere e valorizzare il patrimonio culturale mondiale e l'arte. 

Stato dell’arte

Per esaminare dettagliatamente la letteratura riguardante le tecnologie emergenti e le loro applicazioni nell'ambito cultura, è stato effettuato un processo di ricerca  utilizzando parole chiave pertinenti, con l'obiettivo di selezionare i risultati più citati e recenti. Successivamente, è stata effettuata un'ulteriore selezione basata sull'analisi degli abstract per identificare e includere solo gli articoli più rilevanti per la ricerca. In particolare, l'attenzione è stata focalizzata sugli articoli che espongono metodologie, tecnologie e strumenti utilizzabili per la creazione di modelli digitali. I database di ricerca utilizzati per questo studio includono IEEEXplore, Scopus, Springer-Link e Sciencedirect. Ogni articolo individuato è stato sottoposto a una revisione approfondita delle referenze bibliografiche per ottenere un quadro completo degli studi correlati. 

Conservazione, salvaguardia e valorizzazione

La conservazione, la salvaguardia e la valorizzazione di beni culturali attraverso l'utilizzo delle tecnologie moderne rappresentano un aspetto cruciale nel contesto del patrimonio culturale mondiale. La tecnologia può offrire soluzioni innovative per preservare opere d'arte, manufatti storici, monumenti e altri elementi culturali, permettendo loro di resistere al passare del tempo e di essere fruibili da generazioni future. Nei paragrafi seguenti sono elencati alcuni dei modi principali in cui la tecnologia viene impiegata in questo settore. 

Image analysis e classification

Nel campo del Patrimonio Culturale (Cultural Heritage, CH), l'analisi delle immagini tramite tecniche di IA e riconoscimento di pattern sta diventando sempre più importante. Anche in questo contesto, le tecniche basate sulle reti neurali profonde (CNN) stanno dimostrando la loro efficacia. Inizialmente, le CNN sono state impiegate per l'estrazione delle caratteristiche, il riconoscimento di istanze, l'inpainting delle immagini e il restauro dei video.  

Restoration

Nel contesto del CH e delle opere d'arte, il restauro coinvolge interventi mirati per preservare, conservare e recuperare gli elementi fisici ed estetici dell'oggetto. Questo può includere la pulizia, la riparazione di danni strutturali, la ricostruzione di parti mancanti e l'applicazione di tecniche per garantire la longevità dell'opera. Il restauro è spesso eseguito con grande attenzione per mantenere l'autenticità e l'integrità dell'opera d'arte o del bene culturale.  

Document analysis and recognition

Il Riconoscimento Ottico dei Caratteri (OCR) è un metodo comune per digitalizzare testi stampati, ed è attualmente una tecnologia integrata negli scanner e implementata in applicazioni web online che convertono testi scritti a mano o stampati in testo codificato per macchine. Tuttavia, l'OCR è ancora un campo di ricerca per i documenti storici, dove le difficoltà di riconoscimento sono dovute al degrado dell'immagine, compreso l'invecchiamento del documento e problemi legati alla qualità dell'inchiostro, come la dispersione dell'inchiostro dovuta al passare del tempo.

Semantic analysis

Il patrimonio culturale coinvolge risorse eterogenee che sono di solito documentate, archiviate e gestite da istituzioni come musei, biblioteche o detentori di archivi digitali. Per gestire e rendere disponibili questa enorme quantità di dati da diversi attori in una moltitudine di lingue e formati diversi, le tecnologie semantiche possono essere sfruttate per concepire e descrivere il significato dei dati che costituiscono il patrimonio culturale. Pertanto, nella letteratura sono state proposte alcuni approcci basati sui principi e le tecnologie del Web Semantico per rappresentare esplicitamente la semantica delle fonti di dati e rendere sia il loro contenuto che la loro semantica, operabili e interoperabili da macchine. 

Digital Twin Culturale

Nell'era dell'innovazione tecnologica, il concetto di "Digital Twin" si è affermato come uno dei pilastri fondamentali per la trasformazione digitale delle imprese e delle esperienze utente. Questa innovativa metodologia si basa sulla creazione di una replica virtuale e interattiva di un oggetto fisico, un sistema o un processo, che permette di monitorarne, analizzarne e gestirne le performance in tempo reale. Un aspetto cruciale di Digital Twin è l'utilizzo della modellazione 3D, che consente di rappresentare in modo realistico l'entità fisica e di interagire con essa in un ambiente digitale.

Arte e Creatività

Nel contesto attuale, una delle tecnologie emergenti che sta attirando sempre più attenzione è l'Intelligenza Artificiale (IA). Sebbene l'IA sia spesso associata al controllo delle attività routine, sorprendentemente sta dimostrando di essere capace anche di coinvolgersi in attività creative.

Automated classification of artworks

La classificazione automatizzata delle opere d'arte basata su categorie come l'artista, lo stile o il genere è stata una delle sfide centrali dell'analisi computazionale dell'arte nell'ultimo decennio.

Object detection and similarity retrieval

Oltre alla classificazione, l'uso delle reti neurali ha mostrato risultati promettenti nell'esplorare il contenuto delle opere d'arte e nel riconoscimento automatico di oggetti, volti o altri motivi specifici nei dipinti.

Divulgazione e alfabetizzazione

Nel contesto culturale digitale, la divulgazione e l’alfabetizzazione rappresentano un fondamentale percorso verso l’accessibilità e la comprensione delle nuove forme di espressione e patrimonio culturale.

Ambiti applicativi

Archeologia 

L'utilizzo delle nuove tecnologie in archeologia porta numerosi benefici e avanzamenti nel campo, migliorando le capacità di ricerca, gli sforzi di conservazione e l'interazione con il pubblico. 

Musei 

I musei riconoscono sempre di più la necessità di affrontare gli sviluppi della cultura digitale che influenzano le aspettative e le esigenze del loro pubblico.

Cinema e Musica 

Negli ultimi anni la VR è stata sempre più applicata anche nel mondo cinema. L'integrazione di film e VR sta diventando una svolta importante per i film tradizionali.

Patrimonio culturale immateriale 

Il patrimonio culturale immateriale (Intangible cultural heritage, ICH) come campo di ricerca e luogo di sforzi digitali è cresciuto significativamente dalla Convenzione dell'UNESCO per la Salvaguardia del Patrimonio Culturale Immateriale, che ha affermato l'importanza della conservazione del folklore e delle conoscenze culturali tradizionali