Astronomers Apply AI to Discover and Classify Galaxies

Astronomien tutkimusryhmä, josta suurin osa tulee Japanin kansallisesta astronomisesta observatoriosta (NAOJ), soveltaa nyt tekoälyä (AI) Subaru-teleskoopin ottamiin ultra-laajakuvauksen yksityiskohtaisiin kuvauksiin. Ryhmä on onnistunut saavuttamaan korkean tarkkuusasteen spiraaligalaksien etsimisessä ja luokittelussa näissä kuvissa.

Tätä tekniikkaa käytetään yhdessä kansalais­tieteiden kanssa, ja näiden kahden odotetaan johtavan tulevaisuudessa lisää löytöjä.

Tutkijat sovelsivat syvää oppimista classifioidakseen galakseja suuressa kuvadatassa, jonka Subaru-teleskooppi oli hankkinut. Teleskoopin erittäin korkean herkkyyden ansiosta se on havainnut noin 560 000 galaksia kuvissa.

Subaru-teleskooppi on tärkeä, sillä galaksien tunnistaminen silmällä morfologisen luokittelun vuoksi olisi lähes mahdotonta. Kiitos tekoälylle, tiimi pystyi prosessoimaan tietoja ilman ihmisen väliintuloa.

Työ on julkaistu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society -julkaisussa.

Automaattiset prosessointitekniikat

Vuodesta 2012 lähtien maailma on nähnyt nopean kehityksen automaattisissa prosessointitekniikoissa piirteiden poistamiseksi ja arvioimiseksi syvällä oppimisalgoritmeja käyttäen. Nämä ovat usein paljon tarkemmpia kuin ihmiset ja ovat läsnä itsestään ohjaavissa ajoneuvoissa, turvallisuuskameroissa ja monissa muissa sovelluksissa.

Tohtori Ken-ichi Tadaki on NAOJ:n projektiapulaisprofessori. Hän on vastuussa ideasta, jonka mukaan jos tekoäly pystyy luokittelemaan kissojen ja koirien kuvia, ei ole syytä, miksi se ei voisi tunnistaa ja erottaa “spiraalikuviolla varustettuja galakseja” “spiraalikuviotta galakseista”.

Ihmisten valmistaman koulutusaineiston avulla tekoäly pystyi onnistuneesti luokittelemaan galaksien morfologioita 97,5 prosentin tarkkuudella. Kun se sovellettiin koko tietojoukkoon, tekoäly pystyi tunnistamaan spiraaleja noin 80 000 galaksissa.

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

Kansalais­tiede-projekti

Koska uusi tekniikka oli tehokas galaksien tunnistamisessa, ryhmä voi nyt käyttää sitä luokitellakseen galakseja yksityiskohtaisempiin luokkiin. Tämä tehdään kouluttamalla tekoälyä monilla galakseilla, joita ihmiset ovat luokitelleet.

NAOJ pyörittää uutta kansalais­tiede-projektia nimeltä “GALAXY CRUISE”, jossa kansalaiset tarkastelevat Subaru-teleskoopin ottamia galaksikuvia ja etsivät piirteitä, jotka viittaavat siihen, että galaksi on yhdistymässä tai törmäämässä toiseen galaksiin.

Apulaisprofessori Masayuki Tanaka on “GALAXY CRUISE” -projektin neuvonantaja, ja hän uskoo vahvasti galaksien tutkimiseen tekoälyllä.

“Subaru Strategic Program on vakava Big Data, joka sisältää lähes laskettoman määrän galakseja. Tieteellisesti on erittäin mielenkiintoista käsitellä tällaista suurta dataa kansalaisastronomien ja koneiden yhteistyönä”, Tanaka sanoo. “Käyttämällä syvää oppimista GALAXY CRUISE -projektin kansalais­tieteilijöiden tekemien luokittelujen päällä, on mahdollista löytää suuri määrä törmääviä ja yhdistyviä galakseja.”

Ryhmän kehittämä uusi tekniikka on suuria vaikutuksia alalle. Se on toinen esimerkki siitä, miten tekoäly ei ainoastaan muuta elämää planeetallamme, vaan myös auttaa meitä laajentamaan tietämystämme siitä, mitä on ulkona.