La Hispalense pone la inteligencia artificial al servicio de los cuadros del Prado

Los profesores Juan José Murillo, Irene Fondón, y Francisco Simois, con la ayuda de los investigadores Marta Ternero y Pablo Aguilera, y de la alumna de Ingeniería de Telecomunicaciones Lucía Córdoba, son los creadores de Aracne, en recuerdo de la joven tejedora que según la mitología griega retó a la diosa Atenea a tejer el mejor tapiz, según ha informado la Universidad de Sevilla.

El análisis de los lienzos es fundamental en el estudio histórico de las obras pictóricas. Por un lado ayuda a determinar su estado de conservación , y por otro, arroja datos de gran valor relativos al tipo de tela y su calidad . Esta información permite caracterizar el tejido y establecer dónde, cuándo o quién pudo pintarla .

Asimismo, gracias a la comparación entre telas de distintos cuadros, se puede incluso reafirmar o descartar atribuciones . El proceso de análisis de la tela necesita determinar el número de hilos que hay en un centímetro del lienzo del cuadro.

Esta operación es tediosa e imprecisa debido a que se hace de manera visual y directamente sobre el tejido o su radiografía, además requiere de numerosos conteos en distintas zonas del cuadro. Estos inconvenientes impulsaron a la doctora Laura Alba Carcelén, del área de Documentación Técnica y Laboratorio del Museo Nacional del Prado y especialista internacional en técnica radiográfica, a buscar una solución.

Aracne surge de la estrecha y permanente colaboración entre el Museo del Prado y la Universidad de Sevilla , y es un ejemplo de éxito del trabajo conjunto desde ámbitos aparentemente alejados como son la Ingeniería y el Arte. A lo largo del proceso el diálogo continuo y el intercambio de ideas han permitido diseñar una herramienta cómoda, flexible y fácil de usar, pero a la vez robusta y fiable.

La base tecnológica del software no es un ningún algoritmo complejo de inteligencia artificial, sino un método bien conocido de procesado de señal en el campo de la ingeniería, la física y las matemáticas . Aracne realiza un estudio frecuencial en dos dimensiones (con la transformada de Fourier) que permite conocer no sólo la frecuencia de los hilos, sino también su orientación , lo que aporta una utilidad añadida al investigador.

El estudio frecuencial se propuso como herramienta para el estudio de telas de pinturas por profesores de la Universidad de Cornell, en EEUU . El grupo de investigación de la Universidad de Sevilla la incorporó al software Aracne , proponiendo como novedad el uso de la distribución de potencia en cada frecuencia, lo que permite obtener una especie de huella de la tela que aporta una información adicional en la comparación de soportes.

La tela más habitual en pintura de caballete tiene ligamento de tafetán y produce tejidos muy parecidos entre sí y difíciles de caracterizar a simple vista. Y es en éstos, frecuentes y complicados de diferenciar, en los que Aracne es especialmente útil.

El software realiza el conteo exacto de los hilos horizontales y verticales en toda la superficie del cuadro y presenta los datos en histogramas, mapas de distribución y valores estadísticos.

Para ello se carga la imagen de la radiografía o la imagen visible de la tela, y se establece la zona que se desea analizar. Aracne devuelve dos imágenes de colores, una corresponde a la frecuencia de hilos verticales y la otra a los hilos horizontales. El color en cada posición muestra la frecuencia de hilos en esa parte del cuadro. Adicionalmente, también devuelve la orientación de los mismos.

En sus diferentes versiones, Aracne se ha venido utilizando en el Museo Nacional del Prado para el análisis de obras de su colección durante el último lustro. Los resultados obtenidos han sido muy satisfactorios, y se han empleado en estudios de obras de pintores tan conocidos como Velázquez, Rubens, Murillo, Van Dyck, Ribera o Goya .

Dos de las primeras obras que se analizaron conjuntamente, de cara a hacer un primer diseño de la herramienta y evaluar los avances alcanzados en el desarrollo de Aracne, fueron los cuadros de «Adán y Eva» y «El Rapto de Europa», de Rubens .

Se sabía que cuando Rubens estuvo en Madrid en 1628 tuvo la oportunidad de ver algunas obras maestras de la colección de Felipe IV . Se desconocía, sin embargo, si había hecho copias in situ de las mismas y si entre las copias estaban incluidas las dos pinturas citadas anteriormente.

El análisis de los materiales de «Adán y Eva» permitió afirmar que se había ejecutado en Madrid , mientras que en «El Rapto de Europa» no fueron concluyentes. El estudio de los tejidos con la herramienta Aracne permitió concluir, sin margen de error, que en ambas obras se habían utilizado paños de lienzo con una secuencia de conteo idéntica y que por tanto, habían sido cortados del mismo rollo de tela . La procedencia común de ambos soportes indicaba que ambas obras habían sido pintadas en Madrid por Rubens .

Otro ejemplo son los dos bodegones de uvas del siglo XVII , de los que sólo uno estaba atribuido con certeza al pintor Miguel de Pret . El estudio de los tejidos de ambas pinturas con Aracne señaló la gran semejanza entre las telas, lo que ayudó de forma decisiva a confirmar la autoría de las dos obras al mismo pintor .

Asimismo esta herramienta es especialmente útil en el estudio de series en las que se encargan varias pinturas con una temática común, en ocasiones ejecutadas por el maestro y su taller o bien por varios pintores. En este sentido se ha usado en el análisis de una Serie de Apóstoles de El Greco y en la Serie de Paisajes para el Palacio del Buen Retiro .

Uno de los mayores hitos de Aracne es la posibilidad de ser usado de forma autónoma por parte de los investigadores, si bien queda todavía mucho camino por recorrer en la mejora de esta herramienta. De esta manera y más allá de la caracterización de tejido, el objetivo último que se persigue es comparar dos o más telas de manera automática, sugiriendo coincidencias y similitudes entre los resultados de los estudios archivados. Hoy en día Aracne sólo proporciona el estudio aislado de un tejido por lo que la comparación entre obras resulta compleja .

Finalmente, mientras que se ha avanzado mucho en el estudio de los tejidos con ligamento de tafetán queda trabajo por hacer en el análisis de telas más complejas , que, si bien no son tan habituales, están muy presentes en la pintura española, y en particular en obras de Murillo, Zurbarán o El Greco . En estos ambiciosos objetivos del estudio de tejidos de pinturas y en otros del ámbito del arte, las nuevas herramientas de inteligencia artificial serán decisivas.