Menneskeligt øje slår maskine i arkæologisk farveidentifikationstest

En lineal og en skala kan fortælle arkæologer størrelsen og vægten af ​​et fragment af keramik - men at identificere dets præcise farve kan afhænge af individuel opfattelse. Så, da en håndholdt farvematchende gadget kom på markedet, videnskabsmænd håbede, at det tilbød en konsekvent måde at bestemme farve på, fri for menneskelig skævhed.

Men en ny undersøgelse foretaget af arkæologer ved Florida Museum of Natural History fandt, at værktøjet, kendt som X-Rite Capsure, ofte forkert læste farver, der let kan skelnes af det menneskelige øje.

Når testet mod en bog med farvechips, maskinen kunne ikke producere korrekte farvescore i 37,5 % af tilfældene, selvom dets softwaresystem inkluderede det samme sæt chips. I en analyse af brændte lersten, Capsure matchede arkæologernes farvescore kun 35 % af gangene, faldende til omkring 5 % matchende score ved aflæsning af sedimentfarver i marken. Forskere fandt også ud af, at maskinen var tilbøjelig til at læse farvechips som mere gule end de var og sediment og ler som for rødt.

"Jeg tror, ​​at vi var overraskede over, hvor meget vi var uenige i instrumentet. Vi havde en forventning om, at det på en måde ville fungere som moderator og løse konflikter, " sagde Lindsay Bloch, samlingsleder for Florida Museums Ceramic Technology Lab og hovedforfatter af undersøgelsen. "I stedet, enheden ville ofte have et helt andet svar, som vi alle var enige om var forkert."

At identificere subtile farveforskelle kan hjælpe arkæologer med at sammenligne sammensætningen af ​​jord og oprindelsen af ​​artefakter, såsom keramik og perler, at forstå, hvordan mennesker levede og interagerede i fortiden. Farve kan også afsløre, om materialer har været udsat for brand, angiver, hvordan samfund brugte de omgivende naturressourcer.

I dag, Munsell farvesystem, skabt af Albert Munsell i 1905 og senere adopteret af det amerikanske landbrugsministerium til jordforskning, er den arkæologiske standard til at identificere farver. Forskere bruger et bindemiddel med 436 unikke farvechips til at bestemme en Munsell farvescore for artefakter, sedimenter og genstande såsom knogler, skal og sten. Disse resultater gør det muligt for arkæologer over hele verden at sammenligne farver på tværs af steder og tidsperioder. Men processen med at tildele scoringer kan variere baseret på lysforhold, kvaliteten af ​​en prøve og forskerens perspektiv.

Denne undersøgelse er den første til at teste og registrere nøjagtigheden af ​​X-Rite Capsure, en enhed lavet af det samme firma, der ejer farveautoriteten Pantone. Selvom det markedsføres til arkæologer, enheden blev oprindeligt designet til indretningsarkitekter og kosmetologer, ikke forskning, sagde Bloch.

"Jeg tror, ​​at den vigtigste takeaway bare var en overraskelse over, at det er noget, der markedsføres til vores felt, specielt for arkæologer, men er ikke lavet til os og den slags data, vi skal indsamle, " tilføjede hun. "Når du læser manualen, den siger, at du altid skal kontrollere, at den farve, maskinen fortæller dig, ser rigtig ud med dine øjne, hvilket ser ud til at ophæve brugen af ​​instrumentet."

I et eksperiment designet med hjælp fra University of Florida bachelor-forskere Claudette Lopez og Emily Kracht, holdet testede Capsures aflæsninger af de tre elementer i Munsells system:en farves generelle familie, eller farvetone; intensitet, også kendt som chroma; og lethed, også kaldet værdi.

Holdet testede først Capsure på alle 436 Munsell jordfarvechips, klassificere sin aflæsning som korrekt, hvis den matchede den nøjagtige score på en chip tre ud af fem gange. Det scorede korrekt 274 chips. Af sine vildfarne læsninger, omkring 75 % var fejlidentifikationer af farvetone. Capsure var konsekvent, selvom det ofte er forkert, producerer den samme aflæsning fem gange for 89 % af chipsene.

For at bestemme, hvor godt maskinen fungerede i en typisk laboratorieindstilling, holdet testede deres farveaflæsninger af 140 keramikbriketter, som var blevet tildelt Munsell-score af Lopez. Capsure matchede arkæologens resultater i 35 % af tilfældene, igen tendens til at mislæse nuance. Det viste sig også at være konsistent i denne anden test, giver samme score på tværs af alle forsøg med mere end 70 % af briketterne.

I de mest udfordrende farveidentifikationsforhold - udendørs, hvor belysning og tekstur kan variere - maskinen matchede kun arkæologernes score af sedimentprøver omkring 5 % af tiden, bedømmer ofte en nuance mørkere eller lysere. For en prøve, Capsure rapporterede farver fra fem forskellige familier, selvom arkæologer var enige om, at sedimentet var en enkelt nuance. Bloch sagde, at uoverensstemmelsen sandsynligvis skyldtes fugt, sand og skaller, som normalt ikke forstyrrer menneskelige observationer.

I modsætning til nogle andre metoder til at identificere farve, Capsure er en enhed i fjernbetjeningsstørrelse, der kan give en aflæsning på få sekunder. Bloch sagde, at værktøjets enkle design og tilgængelighed låner det til andre videnskabelige applikationer, men at holdets resultater peger på et behov for yderligere undersøgelse af, hvordan arkæologer registrerer farver.

"Dette nye værktøj har virkelig tvunget os til at se, at farve er subjektiv, og at selv med et angiveligt objektivt instrument, det kan være meget mere kompliceret, end vi er blevet forledt til at tro, " sagde hun. "Vi er nødt til at være meget opmærksomme og registrere, hvordan vi beskriver farver for at lave gode data. Ultimativt, hvis vi indsætter dårlige farvedata, vi kommer til at få dårlige data ud."

Bloch sagde, at hun ville give Capsure tre ud af fem stjerner for at være nem at bruge og tilbyde nyttige måder at gemme data på.

"Dinget er for kvaliteten af ​​data, fordi det stadig er lidt ukendt. På dette tidspunkt, Jeg tror, ​​at vores hold ville sige, at det subjektive øje er bedre."