现代技术成功阅读了被火山爆发淹没的碳化纸卷
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研究人员利用电脑视觉与机器学习技术，成功地辨识了2千年前遭维苏威火山爆发淹没，且
已碳化的赫库兰尼姆纸莎草纸卷（Herculaneum Papyri）部分内容。
维苏威火山挑战赛（Vesuvius Challenge）周一（2/5）颁发了70万美元予由Youssef Nader
、Luke Farritor及 Julian Schilliger所组成的团队，因为他们利用电脑视觉与机器学习
技术，成功地辨识了2000年前遭维苏威火山爆发淹没，且已碳化的赫库兰尼姆纸莎草纸卷（
Herculaneum Papyri）中的4个段落，以及每个段落中的140个字符。
Herculaneum Papyri指的是在罗马古城赫库兰尼姆（Herculaneum）一栋别墅中所发现的逾1
,800卷莎草纸（Papyri）卷轴，该别墅在西元79年因维苏威火山爆发而整个被吞没，人们一
直到18世纪才发现这个被热泥与灰烬所掩埋的别墅，以及别墅中的大量莎草纸卷轴，之后该
建筑亦因此被直接命名为莎草纸别墅（Villa of the Papyri）。维苏威火山挑战赛锁定的
是存放在意大利图书馆中的800多个卷轴。
这些卷轴皆已碳化，而且非常脆弱，当科学家们企图以物理方式将它们打开时，往往直接使
它们化为尘土。
维苏威火山挑战赛的发想始于2019年，当时肯塔基大学教育实验室的教授Brent Seales于一
个粒子加速器中对赫库兰尼姆卷轴进行成像，生成分辨率达4 μm 的3D CT扫描。该团队也
扫描并拍摄了带有可见墨水的卷轴碎片，Seales的学生Stephen Parsons成功地利用机器学
习模型侦测到碎片中的墨水，引起科技企业家Nat Friedman与Daniel Gross的注意，而在20
23年3月发起维苏威火山挑战赛，奖赏任何开发相关工具、技术或发现结果的研究人员。
2023年8月，JPL创办人Casey Handmer透过持续数小时地观察3D CT扫描作品，发现卷轴中有
著看起来像是墨水的裂纹图案，并声称已经碳化的卷轴中藏着一封信。
接着一名大学生Luke Farritor则开始在闲暇时训练一个关于裂纹模式的机器学习模型，且
模型能力会随着每一个裂纹的发现而自动精进，再以可见的数十个墨水痕迹与完整字母进行
训练，最终得到了该挑战赛的“首批字母奖”（First Letters Prize），赢得4万美元奖金
。此一奖项要求参赛者必须在4平方公分的范围内找到至少10个字母，Farritor找到的是Π
ΟΡΦΥΡΑΣ ，是古文的紫色（Porphyras）。
另一名生物机器人研究生Youssef Nader采用不同的方法，他改善Parsons用在碎片中的机器
学习方法，利用领域移转技术以让相关模型适用于卷轴，针对卷轴资料进行无监督预训练，
再针对标签进行微调；Nader还设法找到了字母，并于标签资料中注释了看起来像是字母的
图像，不断地重复进行使得卷轴内产生许多片段的推测性标签，用不同的方法在同样的区域
找到了一致的ΠΟΡΦΥΡΑΣ，亦替他带来了1万美元的奖金。
随后大会亦决定颁发1万美元奖金予激发选手灵感的Handmer。
维苏威火山挑战赛是以众包及累积的方式持续进行着，其中的一项大奖高达70万美元，要求
参赛者必须找出4个段落，每个段落至少140个字符，且有85%的字符是可恢复的，在有了先
前的经验之后，曾获得3项分割工具奖（Segmentation Tooling Prizes）的Julian Schilli
ger与两名得到首批字母奖的Farritor及Nader共同组成了超级团队，透过3个不同却相互支
援的模型，成功辨识出卷轴中的逾2,000个字符，在超乎标准的情况下拿下了大奖。
迄今该挑战赛的第一阶段已成功展开并阅读了第一卷的5%内容，内容与音乐、感官及快乐有
关。简单地说，此一进展来自于扫描、分割（侦测纸卷中的皱褶并将它们展开或压平），与
墨迹检测。
在宣布第一阶段大奖得主的同时，该挑战赛亦宣布将迈入第二阶段，指出现阶段每平方公分
花费了超过100万美元来制作目前可阅读的文本，若依照此一价格，分割所有卷轴将耗资数
亿甚至数十亿美元，因此接下来将专注于自动化，第二阶段的主要目标便是完善自动分割。
维苏威火山挑战赛表示，它们在第一阶段从一个碳块中提取了15列从未见过的文本，现在已
具备相对成熟的技术，得以虚拟展开莎草纸卷轴并使用机器学习来识别墨水，今年的新目标
是从一个卷轴的5%增加到扫描的所有4个卷轴的90%，以替阅读800个卷轴奠定基础。