Η Τεχνητή Νοημοσύνη Εκπαιδεύεται για να Κυνηγήσει την Εξωγήινη Ζωή

Από παγωμένες ωκεανικές σελήνες μέχρι πλανήτες με την μια πλευρά σε διαρκή νύχτα, υπάρχουν αμέτρητοι περίεργοι κόσμοι στην Ζώνη του Γκολντίλοκς — περιοχές όπου οι αλλοδαποί θα μπορούσαν, θεωρητικά, να εξελιχθούν. Η αναζήτηση ζωής στο διάστημα έχει μακρόχρονα κυριεύσει την ανθρώπινη φαντασία. Τώρα, με μια μικρή βοήθεια από τους υπολογιστές, οι επιστήμονες έχουν καλύτερη ευκαιρία από ποτέ να βρουν ένα σήμα στο θόρυβο. 

Τεχνοϊχνηλάτη και Βιοϊχνηλάτη

Η αναζήτηση ζωής στο διάστημα λαμβάνει δύο μορφές. Από την μια πλευρά είναι η αναζήτηση για οποιοδήποτε ζωντανο ον, ακόμη και βακτήρια ή μύκητες, που εξελίχθηκαν σε άλλον πλανήτη. Η απλή παρουσία εξωγήινου μύκητα απολιθωμάτων θα είχε βαθιάς σημασίας για την ανθρώπινη ψυχή, καταστρέφοντας τις αντιλήψεις για τη ζωή όπως τη γνωρίζουμε.

Οι βιοϊχνηλάτη είναι ενδείξεις οποιασδήποτε ζωής παρελθόντος ή παρόντος, ευφυούς ή ανοήτου. Δεν περιορίζονται μόνο στα ίχνη και τα οστά. Χημικά, βιοπελίκες, ατμοσφαιρικά αέρια και ακόμη και χαρακτηριστικά ανακλάσεως που φαίνονται από μακριά θα μπορούσαν να δείξουν την παρουσία ζωής.

Αλλά κάποιοι επιστήμονες αναζητούν περισσότερα από αμοιβάδες. Οι ενθουσιώδεις της αναζήτησης εξωγήινης νοημοσύνης (SETI) σε όλο τον κόσμο ακούν προσεκτικά για τεχνοϊχνηλάτη, σημάδια προηγμένων πολιτισμών. Αυτά τα συγκεκριμένα βιοϊχνηλάτη θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν ραδιοκύματα, τα οποία τα ραδιοτηλεσκόπια — που ακούν, αντί να κοιτούν, στο διάστημα — θα μπορούσαν να ανιχνεύσουν. 

Η Τεχνητή Νοημοσύνη Ενώνεται στην Ομάδα

Ως το 2023, οι ερευνητές δεν βρήκαν κανένα ενδεικτικό τεχνοϊχνηλατών, αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι δεν προσπαθούν. Νέες προόδους στη μηχανική μάθηση έδωσαν στο πεδίο της SETI μια ανανεωμένη ενέργεια. 

Η Fei-Fei Li του Stanford κυκλοφόρησε το δωρεάν Imagenet, μια βάση δεδομένων με πάνω από 14 εκατομμύρια ετικεтировμένες εικόνες, το 2009. Πολλοί ερευνητές την χρησιμοποιούσαν για να αναπτύξουν τα δικά τους μοντέλα μηχανικής μάθησης. Από τότε, η τεχνητή νοημοσύνη (AI) έχει επιτρέψει μεγάλα βήματα σε όλα, από την ιατρική μέχρι την προγραμματιστική.

Η AI λάμπει όταν πρόκειται για την επεξεργασία τεράστιων αποθεμάτων δεδομένων. Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν τώρα μεθόδους τηλεανίχνευσης στην αναζήτηση ζωής στο διάστημα, που σημαίνει ότι συλλέγουν πληροφορίες — αντί για φυσικά δείγματα, όπως βράχοι — από άλλες σελήνες και πλανήτες. Αυτό επίσης σημαίνει ότι κάποιος πρέπει να διεισδύσει σε όλα τα δεδομένα.

Όπως το να ψάχνεις για χρυσό στο Όρος Έβερεστ, η εργασία θα ήταν πρακτικά μια εργασία ηρακλείου όταν γινόταν με το χέρι. Απλώς δεν είναι πρακτικό. Ευτυχώς, το λογισμικό AI μπορεί να αναζητήσει σήματα που οι ερευνητές πιστεύουν ότι θα μπορούσαν να είναι τεχνοϊχνηλάτη. Τα μοντέλα μηχανικής μάθησης μπορούν να αναλύσουν προηγούμενα σήματα και να προβλέψουν πώς θα πρέπει να ακούγονται στο μέλλον για να ανιχνεύσουν ανωμαλίες που θα μπορούσαν να προέρχονται από εξωγήινους κόσμους. 

Οι μηχανικοί εκπαιδεύουν αλγόριθμους σε μεγάλες βάσεις δεδομένων ώστε το λογισμικό AI να αναγνωρίσει τον ήχο της γήινης παρέμβασης, όπως τα ραδιοκύματα που έρχονται από τον δικό μας πλανήτη. Αυτό βοηθά το λογισμικό να φιλτράρει τις ψευδείς ενδείξεις. Με τη βοήθεια της ανάλυσης δεδομένων, η NASA έχει καταλογραφήσει πάνω από 5.400 πλανήτες, κάποιοι από τους οποίους μπορεί να είναι κατοικήσιμοι. 

Πραγματικές Εφαρμογές

Τον Φεβρουάριο του 2023, αστρονόμοι από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, Λος Άντζελες (UCLA) ξεκίνησαν ένα εγχείρημα πολιτών επιστημών με το όνομα Breakthrough Listen που επιτρέπει στους πολίτες να κοιτάξουν εικόνες ραδιοσημάτων. Οι εθελοντές βοηθούν στην ταξινόμηση των εικόνων ως πιθανών μορφών παρέμβασης, βοηθώντας να εκπαιδεύσουν ένα αλγόριθμο AI να αναζητήσει δεδομένα SETI από το Green Bank Observatory, Δυτική Βιρτζίνια. 

Το Green Bank είναι διάσημο για το ότι δεν επιτρέπει σε κανένα κάτοικο να χρησιμοποιήσει ηλεκτρονικές συσκευές.既然 το τηλεσκόπιο ραδιοκυμάτων του observatory χρειάζεται, καλά, ραδιοσιωπή, οι κάτοικοι στην περιοχή δεν μπορούν να χρησιμοποιήσουν Wi-Fi, φούρνους μικροκυμάτων ή κινητά τηλέφωνα, μεταξύ άλλων. Η εξαγωγή των δεδομένων του στο εγχείρημα AI της UCLA επιτρέπει στο Green Bank να επωφεληθεί πλήρως από την κοινή αναζήτηση για ζωή στο διάστημα. 

Ερευνητές στο Ινστιτούτο SETI στην Καλιφόρνια χαρτογράφησαν τους μικροοργανισμούς που ζουν σε αλατούχες οφθαλμούς, κρυστάλλους και βράχους στο Salar de Pajonales. Αυτή η αλμυρή πεδιάδα που διασχίζει την έρημο Ατακάμα και την περιοχή Altiplano της Χιλής θα μπορούσε να είναι ένα καλό ανάλογο για πλανήτες που φαίνονται άγονοι αλλά είναι στην πραγματικότητα γεμάτοι ζωή. 

Η ομάδα συνεργάστηκε με τον ερευνητή Freddie Kalaitzis για να εκπαιδεύσει ένα μοντέλο AI να αναζητήσει μοτίβα που συνδέονται με ζωή στην έρημο. Συνδυάζοντας τη μηχανική μάθηση και την στατιστική οικολογία, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι θα μπορούσαν να ανιχνεύσουν τα περισσότερα βιοϊχνηλάτη που υπάρχουν στο περιβάλλον. Βρήκαν επίσης ότι οι περισσότεροι μικροοργανισμοί ήταν συγκεντρωμένοι σε περιοχές με περισσότερο διαθέσιμο νερό.

Μέσα σε ένα drone ή δορυφόρο, αυτό το είδος εργαλείου AI θα μπορούσε να ανιχνεύσει βιοϊχνηλάτη σε άλλους πλανήτες. Η ομάδα σχεδιάζει να χαρτογραφήσει ξηρές κοιλάδες, εδάφη καλυμμένα με παγετό και θερμές πηγές σε άλλες τοποθεσίες για να εκπαιδεύσει το μοντέλο μηχανικής μάθησης περαιτέρω, ώστε κάποια μέρα να είναι έτοιμο για μια αποστολή στο διάστημα.

Μια άλλη πρακτική χρήση της AI είναι να οργανώσει τα δεδομένα σε κατάλογους. Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν τη μηχανική μάθηση για να κατατάξουν αστέρες που μπορεί να έχουν υποσχόμενους δορυφόρους ή πλανήτες στη τροχιά τους. Θα χρησιμοποιήσουν αυτά τα δεδομένα για να διεξαγάγουν ένα εγχείρημα SETI χρησιμοποιώντας το μεγαλύτερο単οπτικό τηλεσκόπιο του κόσμου, το ραδιοτηλεσκόπιο FAST της Κίνας.

Η Τεχνητή Νοημοσύνη και η Αναζήτηση Ζωής στο Διάστημα

Για κάποιους σκεπτικιστές, η έρευνα SETI είναι μια σπατάλη χρόνου,既然 δεν έχει ακόμη βρει ενδείξεις εξωγήινης ζωής. Αλλά η συλλογή τεράστιων ποσοτήτων δεδομένων έχει εμπνεύσει άλλα κλάδους της επιστήμης να ακολουθήσουν τα βήματά της. 

Σε κάθε περίπτωση, η έρευνα SETI έχει προωθήσει το πεδίο της μηχανικής μάθησης και έχει εμπνεύσει αμέτρητους ανθρώπους να κοιτάξουν πέρα από τον πλανήτη μας για σημάδια ζωής. Στο καλύτερο των περιπτώσεων, θα βρει κάτι πραγματικά αξιοσημείωτο — και θα μπορούσε να αλλάξει για πάντα την πορεία της ιστορίας. Αν κάποιος ή κάτι είναι εκεί έξω, υπάρχει μια καλή πιθανότητα ότι οι ερευνητές της SETI θα είναι οι πρώτοι που θα το ακούσουν.