علم الفلك يطبق الذكاء الاصطناعي لاكتشاف وتصنيف المجرات

مجموعة من علماء الفلك، ومعظمهم من المرصد الفلكي الوطني الياباني (NAOJ)، يطبقون الآن الذكاء الاصطناعي على صور المجرات الفضائية التي تم التقاطها بواسطة تلسكوب سوبارو. وقد نجحت المجموعة في تحقيق معدل دقة عالي لتحديد وتصنيف المجرات الحلزونية في تلك الصور.

تستخدم هذه التقنية جنبًا إلى جنب مع العلوم المواطنة، ومن المتوقع أن تؤدي إلى المزيد من الاكتشافات في المستقبل.

طبق الباحثون تقنية التعلم العميق لتصنيف المجرات في قاعدة بيانات كبيرة من الصور التي تم الحصول عليها من خلال تلسكوب سوبارو. وبسبب حساسيته القصوى، اكتشف التلسكوب حوالي 560,000 مجرة في الصور.

تلسكوب سوبارو مهم لأن مهمة تحديد عدد كبير من المجرات بالعين البشرية لتصنيف الشكل سيكون من الصعب جدا. بفضل الذكاء الاصطناعي، تمكنت الفريق من معالجة المعلومات دون الحاجة إلى تدخل بشري.

نشرت هذه الأعمال في المجلة الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.

تقنيات المعالجة الآلية

بدءًا من عام 2012، شهد العالم تطورًا سريعًا في تقنيات المعالجة الآلية لاستخراج وحكم الميزات باستخدام خوارزميات التعلم العميق. غالبًا ما تكون هذه أكثر دقة من البشر وتستخدم في السيارات ذاتية الحكم، والكاميرات الأمنية، وتطبيقات أخرى.

الدكتور كين-إيتشي تاداكي هو أستاذ مساعد في NAOJ. وهو مسؤول عن الفكرة التي مفادها أنه إذا كان الذكاء الاصطناعي قادرًا على تصنيف صور القطط والكلاب، فلا يوجد سبب لما لا يمكنه تحديد وتمييز “المجرات ذات الأنماط الحلزونية” عن “المجرات بدون أنماط حلزونية”.

من خلال استخدام بيانات التدريب التي أعدوها البشر، تمكنت الذكاء الاصطناعي من تصنيف مورفولوجيا المجرات بنجاح بمعدل دقة يصل إلى 97.5٪. بعد تطبيقها على مجموعة البيانات الكاملة، تمكنت الذكاء الاصطناعي من تحديد المجرات الحلزونية في حوالي 80,000 مجرة.

https://www.youtube.com/watch?v=fsNBG6Vsx8w

مشروع العلوم المواطنة

منذ أن كانت التقنية الجديدة فعالة في تحديد المجرات، يمكن للمجموعة الآن استخدامها لتصنيف المجرات إلى فئات أكثر تفصيلاً. سيتم القيام بذلك من خلال تدريب الذكاء الاصطناعي على العديد من المجرات التي تم تصنيفها بواسطة البشر.

يدير NAOJ مشروعًا جديدًا للعلوم المواطنة يسمى “جالاكسي كروز”، والذي يعتمد على المواطنين لفحص صور المجرات التي تم التقاطها بواسطة تلسكوب سوبارو. ثم يبحث المواطنون عن الميزات التي تشير إلى أن المجرة تتمزق أو تتصادم مع مجرة أخرى.

أستاذ مساعد ماسايوكي تاناكا هو مستشار “جالاكسي كروز”، ويؤمن بقوة بدراسة المجرات من خلال الذكاء الاصطناعي.

يقول تاناكا: “برنامج ستراتيجي سوبارو هو بيانات كبيرة جدًا تحتوي على عدد هائل من المجرات. من الناحية العلمية، من المثير للاهتمام مواجهة مثل هذه البيانات الكبيرة بالتعاون بين علماء الفلك المواطنين والآلات”.

الтехنولوجيا الجديدة التي أنشأها فريق من علماء الفلك لها آثار كبيرة على المجال. إنها مثال آخر على كيفية تأثير الذكاء الاصطناعي ليس فقط على تغيير الحياة على كوكبنا، ولكن أيضًا على كيفية مساعدتنا في توسيع معرفتنا إلى ما هو أبعد.