配布先：山形県政記者クラブほか

PRESS RELEASE
令和元年（2019 年）11 月 15 日
国立大学法人山形大学
日本アイ・ビー・エム株式会社

ナスカ台地とその周辺部で 143 点の新たな地上絵を発見～ IBM の AI（人工知能）技術で地上絵の全体像把握を目指す ～【本件のポイント】● 山形大学の研究グループが、ナスカ台地とその周辺部で具象的な地上絵を新たに 142 点発見（～2018 年）● 山形大学と日本 IBM との共同での実証実験（2018～2019年）により、AI を活用して新たな地上絵を 1 点発見● 合わせて 143 点の発見
● 山形大学と IBM コーポレーションが、ナスカ地上絵研究に関する学術協定を締結。IBM ワトソン研究所の AI 技術によって、ナスカの地上絵の分布を把握し、研究の加速化と保護活動への貢献が期待される

IBM Watson Machine Learning Community Edition によって発見された地上絵【概要】

山形大学の坂井正人教授（文化人類学・アンデス考古学）らの研究グループは、南米ペルーのナスカ台地とその周辺部で新たに人や動物などの具象的な地上絵 142 点を発見しました。2018 年までに実施された現地調査と高解像度三次元画像のデータ解析などにより発見したもので、主にナスカ台地の西部に分布します。紀元前 100 年～紀元300 年頃に描かれたと考えられます。また、2018 年〜2019 年に実施された日本 IBM との共同での実証実験においては、高解像度な空撮写真等の大容量のデータを高速に処理できる AI サーバーIBM Power System AC922（※1）上に構築されたディープ・ラーニング・プラットフォーム IBM Watson Machine Learning Community Edition（旧名：IBM PowerAI）（※2）
で AI モデルを開発し、新たな地上絵 1 点を発見しました。
山形大学は、2004 年から坂井教授を中心にユネスコの世界文化遺産「ナスカの地上絵」研究に取り組み（※3）、数多くの地上絵を発見するとともに、保護活動を推進してきました。しかしながら、地上絵の分布調査は未だ充分ではな
く、市街地の拡大に伴って、破壊が進み、社会問題となっています。このたび、日本 IBM との共同での実証実験を踏まえて、リモートセンシングと AI を研究してきた IBM ワトソン研究所と共同研究を実施するために学術協定を締結しました。今後は、同社の３次元時空間データを高速かつ効率的に解析する AI プラットフォームである「IBM PAIRSGeoscope（以下 IBM PAIRS）（※4）」を活用することで、地上絵の分布状況の把握を進め、現地調査に基づいた分布図を作成する予定です。これにより、ナスカの地上絵の全体像を把握し、研究を加速させるとともに、世界遺産ナスカの地上絵の保護活動への貢献が期待されます。

【背景】
ナスカ台地（約 20×15 キロ）の地上絵は、1994 年にユネスコの世界文化遺産に指定されましたが、当時確認されていた動物や植物などの具象的な地上絵は 30 点程度でした。山形大学は、2010 年から、人工衛星画像の分析と現地踏査によって、地上絵の分布および共伴する土器の調査を開始し、2015 年までの調査によって、40 点以上の具象的な地上絵を発見しています。しかしながら、地上絵の分布調査が未だ不十分なため、ナスカ市街地の拡大に伴い、地上絵の破壊が進み、社会問題となっています。地上絵の保護に向けて、その分布状況を正確に把握することが喫緊の課題です。

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【研究手法・研究成果】① 仮説に基づく集中現地調査
山形大学の坂井教授らは、航空レーザー測量などにより得られた、ナスカ台地全域に関する高解像度の画像分析と現地調査によって、主にナスカ台地西部に分布する複数の小道に沿って、具象的な地上絵が集中的に描かれたという仮説を得ました。現地調査の結果、人や動物などの地上絵を新たに 142 点発見しました。
発見した地上絵は、具体的には、人間、動物（鳥、猿、魚、蛇、キツネ、ネコ科動物、ラクダ科動物など）です。これらの地上絵は、地表に広がる黒い石を除去して、下に広がる白い砂の面を露出することによって制作されました。ただし、これらの地上絵は、線状に石を除去して制作されたタイプの地上絵と、面状に石を除去して制作されたタイプに分かれます。前者は概して規模が大きく、全長 50 メートルを超える地上絵はこのタイプに属します。一方、後者は小さいものが多く全長 50 メートル以下です。
今回発見した地上絵のうち、最も大きい地上絵は前者のタイプで、全長 100 メートル以上あります。一方、最も小さい地上絵は後者のタイプで、全長約 5 メートル以下です。前者の方が新しく、ナスカ前期（紀元 100～300 年頃）に制作された可能性が高いです。一方、後者は少なくともナスカ早期（紀元前 100～紀元 100 年頃）には制作されたと考えられます。
前者は動物の形をした儀礼場であり、ここで土器の破壊儀礼が行われたことが現地調査で判明しました。一方、後者は小道沿いや山の斜面に描かれたため、移動する際の道標として利用されたと考えられます。つまり前者は儀礼を実施するための空間として制作され、後者は見るために制作されたことになります。
なお現在、未調査のエリアなどで現地調査を実施中です。

② AIの活用（日本IBMとの共同での実証実験）
仮説を立てた場所以外にも地上絵が分布する可能性がありますが、高解像度の三次元画像というビッグデータのため、目視で画像から地上絵を見つける作業を実施した場合、膨大な年月が必要になります。そのため、この作業は非効率です。
そこで、IBM Watson Machine Learning Community Edition（旧名：IBM PowerAI）を用いて、山形大学が持つデータの一部を分析したところ、具象的な地上絵の候補が複数示されました。これらの候補の中から有望なものについて山形大学が2019年に現地調査を行ったところ、ナスカ台地の西部に新たな地上絵を１点発見しました。この地上絵は全長約 5 メートルと小型です。二本足で立っている人型の地上絵です。面状に石を除去して制作されたタイプの地上絵なので、ナスカ早期に制作されたと考えられます。この地上絵も小道の付近に分布しているので、一種の道標であった可能性が高いです。
このような共同での実証実験の成果を踏まえ、このたび、リモートセンシングと人工知能を研究してきた IBM ワトソン研究所と共同研究を実施するために学術協定を締結しました。（2019 年 9 月から 2 年間）【今後の展望】
山形大学の過去 10 年間の現地調査のデータを「IBM PAIRS」上で整理し、これらのビッグデータを AI により分析します。
AI を利用して、地上絵の分布状況に関する予備調査を実施し、現地調査と合わせて、地上絵の分布図作成を進めていきます。
この共同研究によって、ナスカ台地全体を網羅した地上絵の分布図を作成する作業を加速化させます。
この分布図を活用して、世界遺産「ナスカの地上絵」の保護活動を、ペルー文化省と協力して、引き続き実施していきたいと考えています。また地上絵の分布状況やそれが利用された年代を詳細に把握することによって、地上絵を制作・利用した人々の世界観に迫ることが可能になるのではないかと期待しています。

※補足
1. IBM Power System AC922（以下 Power AC922）は、スーパーコンピューター性能ランキング「TOP500」（2019 年 6 月発表）で 3 連覇を達成した米国エネルギー省「Summit」で採用された POWER9 プロセッサー搭載サーバーです。
Power AC922 は、PCIe Gen4、CAPI 2.0、OpenCAPI、NVIDIA NVLink といった次世代の入出力アーキテクチャーを採用しており、AI、ディープ・ラーニング、HPC といったワークロード向けに、大量のスループット能力を提供しています。特に、POWER9 プロセッサーと NVIDIA GPU Tesla V100 とは NVLink で直結されているため、システム・メモリーを GPUメモリーとしてアプリケーションが一貫性を持って利用でき、データ移動に関する要件を少なくすることで、より大規模なAI モデル開発を迅速に行えます。
2. IBM Watson Machine Learning Community Edition（以下 Watson ML CE）は、人気の高いオープン・ソースのディープ・ラーニング・フレームワークや、強力かつスケーラブルな機械学習ライブラリーSnapML などが含まれており、エンドツーエンドのディープ・ラーニング・プラットフォームとしての最適化が施されたのち、1 つのエンタープ ライズ・ソフトウェア・ディストリビューションとして提供されます。利用者は、ディープ・ラーニング・プラットフォームの導入/構築/更新などの運用管理の煩わしさから解放され、AI モデルの開発に注力できます。
また、Watson ML CE はクラスター環境でも稼働し、より高速かつ大規模な開発にも対応できるように設計されてい2ます。
3． 山形大学のナスカ研究：2004 年から坂井正人教授を中心に研究プロジェクトがスタート。現在、ペルー文化省から正式に調査許可を取り、ナスカ台地で学術調査を実施している世界で唯一の研究チーム。2010 年から 2015 年までに 40 点以上の具象的な地上絵を発見。2012 年にはナスカ市に「山形大学ナスカ研究所」を設立。2015 年にはペルー文化省と山形大学の間で地上絵の保護と学術研究に関する協定を締結し、保護活動にも貢献。なお、この協定に基づき、山形大学が発見した地上絵を保護するための遺跡公園が 2017 年に設立しました。
4. IBM PAIRS（Physical Analytics Integrated Repository and Services）Geoscope は地図、衛星、気象、ドローン、IoT などからもたらされる、属性の異なる大規模な時空間情報の複合的検索及びそれらを用いた解析を実現する AI 指向のビッグデータプラットフォームです。これまで膨大な時間を要とした時空間情報データ取得からデータ解析に至るまでの前処理プロセスを、独自手法によって自動化することで大幅な時間短縮を行い、迅速なデータ応用を実現するほか、衛星写真などのラスタデー
タにおいては画素レベルでの検索も可能にします。オープンデータとして提供される主な衛星、気象、環境関連データなどは継続的に取り込み、前処理済みデータとして応用可能な状態を提供します。 ユーザ独自の時空間情報データもほぼ全てのフォーマットに対応するインターフェースを通してオープンデータと同様に取り込むことができるため、 前処理済みのデータは、単独でも複合的にも即座に時間、空間的な検索を可能とし、例えば「米国本土の全トウモロコシ畑における 2018 年の生育期における平均雨量」のような複数のデータセットを統合して得られる高速検索を実現しました。 AI,アナリティクスの実行環境が実装されているため、膨大なデータ移行をすることなく、適切なソリューション構築が可能です。
5．本研究の一部は MEXT 科研費（JP26101004）の支援を受けて行われました。

お問い合わせ（研究について）山形大学 学術研究院 教授 坂井正人（文化人類学・アンデス考古学）
メール sakai＠human.kj.yamagata-u.ac.jp（広報担当）
山形大学 総務部総務課広報室（菅井）〒990-8560 山形県山形市小白川町 1-4-12
TEL 023-628-4008 メール koho＠jm.kj.yamagata-u.ac.jp
日本アイ・ビー・エム株式会社 広報（担当：一ノ瀬）〒103-8510 東京都中央区日本橋箱崎町 19-21
TEL 03-3808-5120
メール Hazuki.Ichinose@ibm.com

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