Astronomové používají umělou inteligenci k objevování a klasifikaci galaxií

Výzkumná skupina astronomů, většina z nich pochází z Národní astronomické observatoře Japonska (NAOJ), nyní aplikuje umělou inteligenci (AI) na ultra-širokoúhlé snímky vesmíru pořízené dalekohledem Subaru. Skupina dosáhla vysoké přesnosti při hledání a klasifikaci spirálních galaxií na těchto snímcích.

Tato technika se používá společně s občanskou vědou a obě se očekává, že povedou k dalšímu objevování v budoucnu.

Výzkumníci aplikovali techniku hlubokého učení, aby klasifikovali galaxie v velké datové sadě snímků, které byly získány pomocí dalekohledu Subaru. Díky jeho extrémní citlivosti dalekohled detekoval kolem 560 000 galaxií na snímcích.

Dalekohled Subaru je důležitý, protože úkol identifikace takového počtu galaxií lidským okem pro morfologickou klasifikaci by byl téměř nemožný. Díky AI tým mohl zpracovat informace bez potřeby lidského zásahu.

Práce byla publikována v Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Automatizované zpracování technik

Od roku 2012 svět viděl rychlý vývoj automatizovaných zpracování technik pro extrakci a posouzení funkcí pomocí algoritmů hlubokého učení. Tyto jsou často mnohem přesnější než lidé a jsou přítomny v autonomních vozidlech, bezpečnostních kamerách a různých dalších aplikacích.

Dr. Ken-ichi Tadaki je asistent profesora na NAOJ. Je zodpovědný za myšlenku, že pokud AI je schopná klasifikovat obrázky koček a psů, není žádný důvod, proč by neměla být schopná identifikovat a rozlišovat „galaxie se spirálními vzory“ od „galaxií bez spirálních vzorů“.

Pomocí trénovacích dat připravených lidmi AI úspěšně klasifikovala morfologii galaxií s přesností 97,5 %. Po aplikaci na celou datovou sadu AI mohla identifikovat spirály v asi 80 000 galaxiích.

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

Občanská věda projekt

Jelikož nová technika byla účinná při identifikaci galaxií, skupina může nyní použít ji ke klasifikaci galaxií do více podrobných tříd. To bude provedeno tím, že AI bude trénována na mnoha galaxiích, které byly klasifikovány lidmi.

NAOJ provozuje nově vytvořený občanský vědecký projekt nazvaný „GALAXY CRUISE“, který spoléhá na občany, kteří prohlížejí snímky galaxií pořízené dalekohledem Subaru. Občané pak hledají funkce, které naznačují, že galaxie je buď slučována nebo srážena s jinou galaxií.

Docent Masayuki Tanaka je poradcem „GALAXY CRUISE“ a silně věří ve studium galaxií pomocí umělé inteligence.

„Subaru Strategic Program je vážná velká data obsahující téměř nepočítelný počet galaxií. Vědecky je to velmi zajímavé, aby se takové velké údaje řešily ve spolupráci s občanskými astronomy a stroji,“ říká Tanaka. „Pomocí hlubokého učení nad klasifikacemi provedenými občanskými vědci v GALAXY CRUISE je možné najít velké množství srážejících se a slučujících se galaxií.“

Nová technika vytvořená skupinou astronomů má velké důsledky pro obor. Je to další příklad toho, jak umělá inteligence změní nejen život na naší planetě, ale také nám pomůže rozšířit naše znalosti za hranice.