För många personer, Inkastaden Machu Picchu i Anderna i Peru är en av de mest kända ikonerna för arkeologisk turism och äventyrsturism i världen. Dock, för det peruanska folket och för det internationella forskarsamfundet, Machu Picchu är mycket mer än ett turistmål. Förutom att vara en FN-utbildning, Vetenskaps- och kulturorganisationen (UNESCO) världsarv, den historiska helgedomen har stor kulturell och ekonomisk betydelse för Peru och regionen Cusco.

De första referenserna till försök att dokumentera staden Machu Picchu går tillbaka till slutet av 1800-talet, när peruanska och europeiska upptäcktsresande turnerade i de karga bergen runt den slingrande floden Urubamba. Några av upptäcktsresandena tvekade inte att registrera sitt besök i berget. På en vägg i Temple of the Three Windows, Agustin Lizarraga spelade in, "14 juli, 1902".

Men det var Yale University Professor Hiram Bingham som utförligt dokumenterade platsen under sin expedition 1911, och gjorde känt för det internationella samfundet existensen av de förlorade ruinerna av Inkafolket. Under de senaste 100 åren, dussintals arkeologiska expeditioner har bidragit till att öka det arkitektoniska värdet och intresset för platsen, såväl som den vetenskapliga kunskapen om de extraordinära teknologier som utvecklats av inkafolket.

För att digitalt dokumentera och utveckla grunden för framtida forskning, ett laboratorieteam från MIT Department of Architecture, ledd av professor Takehiko Nagakura och doktorand Paloma Gonzales, har arbetat med MITI Global Seed Fund Machu Picchu Design Heritage-projektet sedan 2016.

Laget, Architecture Representation and Computation Group, har lett den första omfattande expeditionen för att digitalt dokumentera Machu Picchu, använda den senaste generationens instrument och tekniker för att utforska webbplatsens arkitektoniska och urbana betydelse och utveckla en 3D-webbplatskarta med virtuell verklighet och förstärkt verklighet. Architecture Representation and Computation Group har en viktig erfarenhet av att arbeta med digital infångningsteknik på världsarv i Italien, Kina, Singapore, och Japan.

"Vi tror att dokumentation genom beräkningsteknik för digitalisering av arkitektoniska monument är nyckeln till bevarandet av mänsklighetens kulturarv, " Nagakura säger. "Men det är bara en enkel idé för gammal praxis. Från renässanstiden, arkitekter har åkt till byggarbetsplatser, och rita upp dem för att studera dem. Vi byter bara ut måttband och Mylar-ark med skanningsverktyg och VR-headset."

För projektet i Peru, teamet besökte det arkeologiska komplexet vid två tillfällen under flera veckor i mitten av 2017 och början av 2018. På platsen, mer än 9, 000 bilder samlades in genom panoramakameror, fotogrammetriska skanningsverktyg, och drönare. Gonzales säger att arbetstiderna var "intensiva".

"Vi var tvungna att nå det arkeologiska monumentet innan turisternas ankomst och stanna efter att monumentet stängdes, " säger hon. "Det stora engagemanget och det gemensamma arbetet från MIT-teamet och San Antonio Abad del Cusco University, med stöd av Cuscos decentraliserade direktorat för kultur, gjorde arbetet fruktbart och givande."

Baserat på de fotogrammetriska data som de tog prov, teamet utvecklade 3D-modeller och arbetar med att skapa virtuella verklighetsupplevelser som gör det möjligt för människor att fördjupa sig i Machu Picchu var som helst på planeten. Samma 3D-modeller används också för att göra en ny interaktiv karta över Machu Picchu som överlagrar den fotografiska 3D-vyn av platsen genom förstärkt verklighet.

Förra december, teamet lanserade MIT Design Heritage Platform, där besökare kan se och utforska delar av det arbete de har gjort. Dessutom, de planerar att göra den här plattformen till ett verktyg för att samla in bilder från de som kan bidra till databanken genom crowdsourcing.

Projektet har också lyckats dokumentera stadens arkitektoniska egenskaper och byggmaterial med högupplösta fotografiska tekniker. Bilderna utgör en unik databas med rik information om aspekter som landskap och växtlighet vid den tidpunkt då fotografierna togs. Teamet kommer att göra all information som samlas in tillgänglig för myndigheterna för det arkeologiska monumentet.

På samma gång, de förväntar sig att andra discipliner kan använda de databaser och fotogrammetriska modeller de håller på att utveckla. Dokumentationen har redan använts i bevarandeinsatser, inklusive i återuppbyggnaden av Wiñay Wayna, en arkeologisk plats belägen på Inkaleden som leder till Machu Picchu som förstördes av en översvämningsstorm nyligen.

Fernando Astete, antropolog och chef för den arkeologiska nationalparken Machu Picchu, säger: "Vi är väldigt glada över MIT-teamarbetet. Vi välkomnar alla ansträngningar för att forska och bevara Machu Picchu. Vi måste skydda vårt arv för nästa generationer."

Arkitekt Cesar Medina, ansvarig för digitaliseringen av nationalparken, anser att samarbetet med MIT har varit berikande.

"Vi har arbetat med 3D-dokumentation sedan 2013, men samarbetet med MIT-teamet ledd av professor Nagakura, med stöd av vårt lokala universitet, har gjort det möjligt för oss att uttömmande dokumentera Machu Picchu, använda den senaste tekniken och innovativa tekniker, " säger Medina. "Dessutom, vi har haft möjlighet att besöka och känna till arbetet i hans labb; vi ser med stort intresse att fortsätta arbeta med MIT i framtiden."

Arkitekturrepresentations- och beräkningsgruppen har redan i samtal med institutioner för högre utbildning och kulturarv i Peru för att fortsätta att främja projektet med digitalt arv. Förutom att fortsätta i Machu Picchu, de kan utöka dokumentationsområdena till andra arkeologiska platser i Peru. Projektet har också öppnat dörrarna för möjliga tvärvetenskapliga samarbeten med materialvetenskapliga forskare, stadsplanerare, hydrolog, ingenjörer, arkeologer, och historiker.

Den här historien återpubliceras med tillstånd av MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), en populär webbplats som täcker nyheter om MIT-forskning, innovation och undervisning.