Αστρονομικοί Ερευνητές Εφαρμόζουν Τεχνητή Νοημοσύνη για την Ανακάλυψη και Ταξινόμηση Γαλαξιών

Μια ερευνητική ομάδα αστρονομικών, με την πλειοψηφία τους από το Εθνικό Αστεροσκοπείο της Ιαπωνίας (NAOJ), εφαρμόζουν τώρα τεχνητή νοημοσύνη (ΤΝ) σε εικόνες του σύμπαντος με υπερ-ευρεία οπτική γωνία που έχουν ληφθεί από το τηλεσκόπιο Subaru. Η ομάδα έχει καταφέρει να επιτύχει υψηλό ποσοστό ακρίβειας για την ανίχνευση και ταξινόμηση σπειροειδών γαλαξιών σε αυτές τις εικόνες.

Αυτή η τεχνική χρησιμοποιείται μαζί με την πολίτικη επιστήμη και οι δύο αναμένεται να οδηγήσουν σε περισσότερες ανακαλύψεις στο μέλλον.

Οι ερευνητές εφαρμόζουν μια τεχνική βαθιάς μάθησης για να ταξινομήσουν τους γαλαξίες σε ένα μεγάλο σύνολο εικόνων που έχουν ληφθεί από το τηλεσκόπιο Subaru. Λόγω της εξαιρετικά υψηλής ευαισθησίας του, το τηλεσκόπιο έχει ανιχνεύσει περίπου 560.000 γαλαξίες στις εικόνες.

Το τηλεσκόπιο Subaru είναι σημαντικό, καθώς η εργασία της ταυτοποίησης इतनών γαλαξιών με τον ανθρώπινο οφθαλμό για μορφολογική ταξινόμηση θα ήταν σχεδόν αδύνατη. Χάρη στην ΤΝ, η ομάδα ήταν σε θέση να επεξεργαστεί τις πληροφορίες χωρίς την ανάγκη ανθρώπινης παρέμβασης.

Το έργο δημοσιεύθηκε στο Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Αυτόματες Τεχνικές Επεξεργασίας

Από το 2012, ο κόσμος έχει δει μια ταχεία ανάπτυξη αυτομάτων τεχνικών επεξεργασίας για εξαγωγή και κρίση χαρακτηριστικών με αλγορίθμους βαθιάς μάθησης. Αυτά είναι συχνά πολύ πιο ακριβή από τους ανθρώπους και υπάρχουν σε αυτόνομες οχήματα, κάμερες ασφαλείας και διάφορες άλλες εφαρμογές.

Ο Δρ. Ken-ichi Tadaki είναι Επίκουρος Καθηγητής στο NAOJ. Είναι υπεύθυνος για την ιδέα ότι αν η ΤΝ είναι ικανή να ταξινομήσει εικόνες γατών και σκύλων, δεν υπάρχει λόγος για τον οποίο δεν θα μπορούσε να αναγνωρίσει και να διακρίνει «γαλαξίες με σπειροειδείς μοτίβους» από «γαλαξίες χωρίς σπειροειδείς μοτίβους».

Μέσω της χρήσης εκπαιδευτικών δεδομένων που έχουν προετοιμαστεί από ανθρώπους, η ΤΝ ήταν ικανή να ταξινομήσει με επιτυχία τις μορφολογίες των γαλαξιών με ποσοστό ακρίβειας 97,5%. Μετά την εφαρμογή στο πλήρες σύνολο δεδομένων, η ΤΝ μπορούσε να αναγνωρίσει σπειροειδείς γαλαξίες σε περίπου 80.000 γαλαξίες.

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

Εργο Πρότζεκτ Πολίτικης Επιστήμης

Από τότε που η νέα τεχνική ήταν αποτελεσματική στην αναγνώριση των γαλαξιών, η ομάδα μπορεί τώρα να τη χρησιμοποιήσει για να ταξινομήσει τους γαλαξίες σε πιο λεπτομερείς κατηγορίες. Αυτό θα γίνει με την εκπαίδευση της ΤΝ σε πολλούς γαλαξίες που έχουν ταξινομηθεί από ανθρώπους.

Το NAOJ διεξάγει ένα νεοσύστατο πρότζεκτ πολίτικης επιστήμης με το όνομα «GALAXY CRUISE», το οποίο βασίζεται στην εξέταση εικόνων γαλαξιών που έχουν ληφθεί με το τηλεσκόπιο Subaru. Οι πολίτες αναζητούν χαρακτηριστικά που δείχνουν ότι ο γαλαξίας είναι είτε συγχωνεύεται είτε συγκρούεται με έναν άλλο γαλαξία.

Ο Αναπληρωτής Καθηγητής Masayuki Tanaka είναι ο σύμβουλος του «GALAXY CRUISE» και πιστεύει mạnhα στην μελέτη των γαλαξιών μέσω της τεχνητής νοημοσύνης.

«Το Πρόγραμμα Στρατηγικής του Subaru είναι σοβαρό Μεγάλο Δεδομένο που περιέχει σχεδόν αμέτρητο αριθμό γαλαξιών. Επιστημονικά, είναι πολύ ενδιαφέρον να αντιμετωπίσουμε τέτοια μεγάλα δεδομένα με συνεργασία πολιτών αστρονομικών και μηχανών», λέει ο Tanaka. «Με την εφαρμογή της βαθιάς μάθησης πάνω στις ταξινομήσεις που έχουν γίνει από τους πολίτες επιστήμονες στο GALAXY CRUISE, είναι πιθανό να βρούμε ένα μεγάλο αριθμό συγχωνευμένων και συγκρουόμενων γαλαξιών».

Η νέα τεχνική που δημιούργησε η ομάδα των αστρονομικών έχει μεγάλες επιπτώσεις στο πεδίο. Είναι ένα ακόμα παράδειγμα του πώς η τεχνητή νοημοσύνη δεν θα αλλάξει μόνο τη ζωή στον πλανήτη μας, αλλά και θα μας βοηθήσει να επεκτείνουμε τις γνώσεις μας πέρα από.