Tekoäly koulutetaan etsimään avaruudesta elämänmerkkejä

Jäätyneistä valtameren kuista planeettoihin, joilla on yksi puoli ikuisessa pimeydessä, on lukemattomia outoja maailmoja Kultaisen vyöhykkeen alueella — alueilla, joilla alienit voivat teoriassa kehittyä. Avaruuden elämän etsintä on kauan kiehtonut ihmisen mielikuvitusta. Nyt, tietokoneiden avustuksella, tutkijat ovat paremmassa asemassa kuin koskaan aiemmin löytämään signaalin melusta.

Teckomerkinnät ja biosignaalit

Avaruuden elämän etsintä on kahtalainen. Toisaalta on etsintä minkä tahansa elävän olennon, jopa bakteerien tai sienien, joka on kehittynyt toisella planeetalla. Vain alienien homeen fossiilien läsnäolo olisi merkittäviä seurauksia ihmisen psykelle, rikkoen käsityksemme elämästä.

Biosignaalit ovat todisteita elämästä menneisyydestä tai nykyisyydestä, älykkäästä tai tietoisesta. Ne eivät ole vain rajoitettu jalanjälkiin ja luisiin. Kemikaalit, biofilmit, ilmakehän kaasut ja jopa heijastusominaisuudet nähtynä kaukaa voivat osoittaa elämän läsnäoloa.

Mutta jotkut tutkijat etsivät enemmän kuin amoebaa. Avaruuden älykkyyden etsintä (SETI) -harrastajat ympäri maailmaa kuuntelevat tarkkaan teknosignaaleja, kehittyneiden sivilisaatioiden merkkejä. Nämä tiettyjen biosignaaleja voivat sisältää radiotaajuuksia, joita radioteleskoopit — kuuntelemalla, ei katsomalla, avaruuteen — voivat havaita.

Teckoäly liittyy joukkoon

Vuoteen 2023 mennessä tutkijat eivät ole löytäneet todisteita teknosignaaleista, mutta se ei tarkoita, etteivät he yrittäisi. Uudet edistysaskeleet koneoppimisessa ovat antaneet SETI-kentälle uuden elämän.

Stanfordin Fei-Fei Li julkaisi vuonna 2009 ilmaisen Imagenet-tietokannan, joka sisältää yli 14 miljoonaa merkittyä kuvaa. Monet tutkijat käyttivät sitä kehittääkseen omat koneoppimismallinsa. Siitä lähtien tekoäly on mahdollistanut suuria edistysaskeleita lääketieteestä ohjelmistoihin.

Teckoäly loistaa suurten tietomassojen käsittelyssä. Tutkijat käyttävät tällä hetkellä etäisin-tutkimusmenetelmiä avaruuden elämän etsinnässä, mikä tarkoittaa, että he keräävät tietoja — eivät fyysisiä näytteitä, kuten kiviä — muilta kuilta ja planeetoilta. Se tarkoittaa myös, että joku on pakko käydä läpi kaikki tiedot.

Kuten kultaa etsimässä Mount Everestillä, tehtävä olisi käytännössä herakleisten työ, jos tehtäisiin käsin. Se ei ole käytännöllistä. Onneksi tekoälyohjelmisto voi etsiä signaaleja, joita tutkijat luulevat teknosignaaleiksi. Koneoppimismallit voivat analysoida aiempia signaaleja ja ennustaa, miltä ne pitäisi kuulua tulevaisuudessa, jotta voidaan havaita poikkeavuuksia, jotka voivat tulla alienmaailmoista.

Insinöörit kouluttavat algoritmeja suurilla tietokannoilla, jotta tekoäly voi tunnistaa maapallon häiriöt, kuten radiotaajuuksia, jotka tulevat omalta planeetalta. Se auttaa ohjelmistoa suodattamaan väärät hälytykset. NASA on luonut yli 5 400 planeetan, joista jotkut saattavat olla asuttavissa.

Todelliset sovellukset

Helmikuussa 2023 Kalifornian yliopiston (UCLA) tähtitieteilijät alkoivat kansalaisprojektin nimeltä Breakthrough Listen, jossa yleisö voi tarkastella radiotaajuuksien kuvia. Vapaaehtoiset auttavat luokittelemalla kuvat mahdollisina häiriöinä, jotta voidaan kouluttaa tekoälyalgoritmia tarkastelemaan SETI-tietoja Green Bank -observatoriosta, Länsi-Virginia.

Green Bank on kuuluisa siitä, että siellä ei saa käyttää sähkölaitteita. Koska observatorion valtava radioteleskooppi tarvitsee radiotaon, alueen asukkaat eivät voi käyttää Wi-Fiä, mikroaaltouuneja tai matkapuhelimia. Tiedon siirtäminen UCLA:n tekoälyprojektiin antaa Green Bankille mahdollisuuden hyödyntää joukkorahoitusta avaruuden elämän etsinnässä.

SETI-instituutin tutkijat Kaliforniassa kartoittivat mikro-organismeja, jotka elävät suolakupoleissa, kiteissä ja kivissä Salar de Pajonalesissa. Tämä suolainen tasanko, joka sijaitsee Chilen Atacaman aavikolla ja Altiplanon alueella, voisi olla hyvä analogia planeetoille, jotka näyttävät autioilta, mutta ovat todellisuudessa elävien olentojen täynnä.

Ryhmä työskenteli tutkija Freddie Kalaitzisin kanssa kouluttaakseen tekoälymallin etsimään elämään liittyviä kuvioita aavikossa. Yhdistämällä koneoppimisen ja tilastollisen ekologian tutkijat löysivät, että he voivat havaita useimmat biosignaalit ympäristössä. He myös havaitsivat, että useimmat mikro-organismit keskittyivät alueille, joissa oli enemmän vettä.

Tällainen tekoälytyökalu voisi havaita biosignaalit muilla planeetoilla. Ryhmä aikoo kartoittaa kuivia laaksoja, permafrostista peittää maata ja kuumia lähteitä muissa paikoissa kouluttaakseen koneoppimismallin edelleen, jotta se voisi olla valmis avaruusmatkalle jonain päivänä.

Toinen käytännöllinen tekoälyn sovellus on tietojen järjestäminen prioriteettijärjestykseen. Tutkijat käyttävät koneoppimista prioriteettijärjestykseen tähtiä, joilla saattaa olla lupaavia kuita tai planeettoja. He aikovat käyttää tätä tietoa suorittaakseen SETI-projektin maailman suurimman yksipyöräisen radioteleskoopin, Kiinan FAST-radioteleskoopin, avulla.

Teckoäly ja avaruuden elämän etsintä

Jotkut epäilijät sanovat, että SETI-tutkimus on ajanhukkaa, koska se ei ole vielä tuottanut todisteita avaruuden elämästä. Mutta suurten tietomassojen kerääminen on inspiroinut muita tieteen aloja seuraamaan sen jalanjäljissä.

Ainakin SETI on edistänyt koneoppimisen alaa ja inspiroinut lukuisia ihmisiä etsimään elämänmerkkejä avaruudesta. Parhaimmillaan se voi löytää jotain todella merkittävää — ja se voi muuttaa historian kulkua ikuisesti. Jos joku tai jokin on siellä, on hyvä mahdollisuus, että SETI-tutkijat kuulevat heistä ensimmäisinä.