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复合领域

2026.03.19

土器の三次元形状を深层学习で解析する新手法を開発 食器としての観点から須恵器を分析、古代日本の食習慣に迫る

【ポイント】

?土器の三次元(3D)点群データを用いて形態学的分類を行う深层学习(ディープラーニング)注1)モデルを开発し、二次元形状の解析では実现できなかった分类に成功した。
?猿投窑注2)出土の须恵器注3)917点の点群に対して高精度で分类が可能なことを示した。
?PCA注4)、阶层クラスタリング注5)、3D Grad-CAM注6)によって分类の解釈性を高めた。
?须恵器の形态学的変化が食习惯の変化に関连している可能性を指摘した。
?再现性と拡张性のためにデータセットやコードをオープンソース化した。

 

杏Map大学院人文学研究科附属人类文化遗产テクスト学研究センターの井上 隼多 助教と、同大学院情报学研究科の堀 涼 日本学術振興会特別研究員PD(受入機関:杏Map)は、University College Londonの立田 渉 氏(筆頭筆者?本学文学部卒業生)および、Georgia Institute of Technologyの森川 公康 氏との共同研究で、AI(人工知能)による須恵器の三次元形態分類を用いて古代日本の食習慣の変化を考察しました。
本研究では、古代(8~9世紀)の須恵器917点を対象として、3D点群データと深层学习を用いた形態分類を行いました。AIによる考古資料の分類は写真や図面を用いることが一般的ですが、本研究では3D形状を直接扱える深层学习モデル「Point Transformer」を用いることで、立体としての情報を高い水準で保持したまま分類を行うことに成功しました
本研究の成果は3顿データと础滨を用いた遗物研究の新たな方法论を提示するとともに、须恵器をはじめとする土器?陶器研究の新たな展开を示唆するものです。3顿点群データとコードは公开しているため、再検証はもちろんのこと、他地域の土器データで応用することもできます。
现在の考古学は、国や地域によって研究手法の差が大きい状态となっていますが、本研究をより発展させていくことで、考古资料を统一された手顺で分析する技术を确立し、国际的かつ相互理解可能な研究环境を実现することが期待されます。
本成果は、2026年2月25日刊行のJournal of Archaeological Scienceに Research Paper として掲載されました。

 

◆详细(プレスリリース本文)はこちら

 

【用语説明】

注1)深层学习(ディープラーニング):
人間の脳の神経回路(ニューラルネットワーク)をモデルにしたAI技術の一種。たとえば、写真の中から猫か犬かを自動で判断するのも深层学习の一例。「深層」とは、ネットワークの層(レイヤー)が何重にも重なっていることを指す。
注2)猿投窑(猿投山西南麓古窑跡群):
古坟时代にあたる5世纪前半から操业がはじまった、爱知県内に位置する古代から中世にかけての窑业地帯。当初は须恵器の生产を行っていたが、技术革新に伴い、奈良时代以降は釉薬をかけた灰釉陶器や緑釉陶器の生产も行った。现在の瀬戸焼や常滑焼のルーツでもある。
注3)须恵器:
4世纪末から5世纪にかけて朝鲜半岛から日本に伝来したやきものの一种。縄文土器や弥生土器と异なり、窑を使って高温で焼成を行うため、硬く焼きしまった防水性の高さが特徴となっている。古坟の副葬品や食器、さらには砚をはじめとした文具などさまざまな製品が作られた。
注4)PCA(主成分分析;Principal Component Analysis):
多次元のデータを簡単にまとめて見やすくする方法。深层学习のようにたくさんの特徴があるデータを、なるべく少ない軸に変換して、重要な情報を失わずに表示できるようにする。視覚化やデータの圧縮、ノイズの除去によく使われる。
注5)阶层クラスタリング:
似たもの同士を顺番にまとめていくグループ分けの方法。まず、最も似ている2つをまとめ、そのグループ同士をまたまとめていく、というように木(ツリー)の形でクラスタを作る。どの段阶で区切るかによって、细かいグループや大きなグループを作ることができる。
注6)3D Grad-CAM:
深层学习のモデルが「どこを見て判断したか」を可視化する方法。元々は2Dの画像で使われていたが、3Dデータにも応用できる。モデルが注目した部分を色でハイライトすることで、判断の根拠を理解しやすくなる。

 

【论文情报】

雑誌名:Journal of Archaeological Science
論文タイトル:Deep learning-based morphological classification of ceramics: A case study of 3D point cloud analysis for Sue ware, Japan
著者:Wataru Tatsuda(立田渉)1?○Ryo Hori(堀涼)2?Kimiyasu Morikawa(森川公康)3?○Hayata Inoue(井上隼多)4

 

1 Institute of Archaeology, University College London、2 杏Map大学院情报学研究科?未来社会创造机构、3 College of Computing, Georgia Institute of Technology?The New York Public Library、4 杏Map大学院人文学研究科附属人类文化遗产テクスト学研究センター

 

DOI: 10.1016/j.jas.2026.106472

URL: 

 

【研究代表者】

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大学院情报学研究科?未来社会创造机构 堀 涼  日本学術振興会特別研究員PD, 立田 渉 氏(本学文学部卒業生)

井上 助教:
堀 日本学術振興会特別研究員PD: