Depois de ficar escondido por séculos, os segredos dos manuscritos medievais podem em breve vir à tona.

Ao fundir duas técnicas de imagem - imagem hiperespectral visível e fluorescência de raios-x - uma equipe interdisciplinar de pesquisadores da Northwestern University desenvolveu um novo, tecnologia não destrutiva que dá acesso a textos medievais escondidos em encadernações antigas.

Entre os séculos 15 e 18, encadernadores reciclaram as encadernações dos pergaminhos medievais em novos materiais de encadernação para livros impressos. Embora os estudiosos estejam cientes de que os livros desse período muitas vezes contêm fragmentos ocultos de manuscritos anteriores, eles nunca tiveram os meios para lê-los.

"Por gerações, estudiosos acham que esta informação era inacessível, então eles pensaram, 'Por que se preocupar?' "Disse Marc Walton, cientista sênior do Centro de Estudos Científicos do Northwestern University-Art Institute de Chicago (NU-ACCESS). "Mas agora os avanços de processamento de sinais e imagens computacionais abrem uma maneira totalmente nova de ler esses textos."

Parcialmente apoiado pela Fundação Andrew Mellon, a pesquisa foi publicada online no jornal Analytica Chimica Arts . Walton, da Northwestern Engineering, foi coautor do estudo com os professores de engenharia elétrica e ciência da computação Aggelos Katsaggelos e Oliver Cossairt. Emeline Pouyet, um pós-doutorado em NU-ACCESS, serviu como o primeiro autor do artigo. Richard Kieckhefer, professor de religião e história no Weinberg College of Arts and Sciences da Northwestern, e Arthur Woll, Pesquisador associado sênior da Cornell High Energy Synchrotron Source, também contribuíram para o estudo.

O livro responsável por desencadear o estudo é uma cópia do poeta grego Hesíodo Trabalhos e Dias de 1537. Adquirido pela Northwestern em 1870, a cópia é a única impressão restante que mantém sua encadernação original em pergaminho. Embora tenha sido essa ligação que originalmente chamou a atenção dos bibliotecários da Northwestern, foi a sugestão de escrever sob o pergaminho no quadro de livros que suscitou novas perguntas.

Quando os pesquisadores do NU-ACCESS estudaram a ligação, eles notaram que o encadernador tentou remover a escrita no quadro do livro, provavelmente através da lavagem ou raspagem. O quadro de livros, Contudo, manteve duas colunas fantasmagóricas de escrita rodeada de comentários marginais, que ainda eram visíveis através do pergaminho na capa e contracapa do livro.

"A tinta embaixo degradou o pergaminho, para que você pudesse começar a ver a escrita, "Pouyet disse." Foi aí que o estudo analítico começou. "

Walton e Pouyet usaram originalmente uma técnica de imagem hiperespectral de luz visível para visualizar a escrita, mas produziu resultados ruins devido à degradação irregular do pergaminho. A técnica de fato tornou a escrita um pouco mais clara, mas não o suficiente para o historiador Kieckhefer ler. Próximo, o par tentou imagens de fluorescência de raios-X usando um instrumento portátil. A técnica forneceu as primeiras informações sobre a composição da tinta; Contudo, o texto ainda estava ilegível devido à baixa resolução espacial.

Em busca de uma fonte de imagem mais poderosa, Walton e Pouyet enviaram o livro para a Cornell High Energy Synchrotron Source (CHESS) em Ithaca, Nova york, onde a fonte de raio-x brilhante e o sistema de detecção rápida permitiram uma imagem completa do texto principal e comentários marginais em toda a encadernação. Quando os pesquisadores enviaram a escrita com imagens mais claras para Kieckhefer, ele imediatamente o reconheceu como um código de direito romano do século VI, com notas interpretativas referentes ao Direito Canônico escritas nas margens.

Walton e Pouyet levantam a hipótese de que o pergaminho originalmente pode ter sido usado em um ambiente universitário onde o Direito Romano foi estudado como base para a compreensão do Direito Canônico, que era uma prática comum na Idade Média. A escrita legal foi então possivelmente coberta e reciclada porque estava desatualizada porque a sociedade já havia derrubado as leis romanas para implementar o código da igreja.

"Quando você tem a ferramenta certa, a análise é muito mais fácil, "Walton disse." Mas o problema é que você nem sempre pode trazer livros de valor inestimável para uma linha de luz síncrotron frequentemente fora de alcance. Queríamos poder usar nossos instrumentos de laboratório para fazer esse tipo de trabalho. "

A dupla então contatou os professores de ciência da computação da Northwestern Katsaggelos e Cossairt para ajudar a explorar novas maneiras de criar a imagem do livro.

"Tivemos que desenvolver novos métodos de fazer a análise que não teríamos de outra forma, "Walton disse." Não existe nada disponível no mercado que possamos usar para simplesmente imaginar este livro e ler a escrita oculta. "

"Há um grande número de comprimentos de onda no espectro eletromagnético, e cada comprimento de onda tem suas vantagens e desvantagens, "disse Katsaggelos, o Joseph Cummings Professor de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação. "Alguns deles podem penetrar mais profundamente no espécime, alguns deles têm melhor resolução, e assim por diante."

Usando um algoritmo de aprendizado de máquina desenvolvido por sua equipe, Katsaggelos descobriu que não uma técnica de imagem, mas uma fusão de duas produziria os melhores resultados. Sua equipe combinou imagens hiperespectrais visíveis, que inclui comprimentos de onda dentro do espectro de luz visível para fornecer alta resolução espacial, com imagens de fluorescência de raios-x, que fornece resolução de alta intensidade. O algoritmo informou aos pesquisadores a contribuição relativa de cada modalidade para produzir a melhor imagem.

“Ao combinar as duas modalidades, tínhamos as vantagens de cada um, "Katsaggelos disse." Conseguimos ler com sucesso o que estava dentro da capa do livro. "

A imagem de fusão de dados de Katsaggelos era tão clara que rivalizava com a imagem do texto principal produzida pelos poderosos feixes de raios-X do CHESS.

Embora este mistério do texto oculto na encadernação de Hesíodo Trabalhos e Dias agora foi resolvido, Walton e Pouyet acreditam que seu trabalho está apenas começando.

"Nós desenvolvemos as técnicas agora em que podemos entrar na coleção de um museu e olhar para muitos mais desses manuscritos reciclados e revelar a escrita escondida dentro deles, "Walton disse." Este é realmente o início de uma iniciativa muito maior. "