Gli astronomi applicano l'intelligenza artificiale per scoprire e classificare le galassie

Un gruppo di ricercatori di astronomi, la maggior parte provenienti dal National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ), sta ora applicando l'intelligenza artificiale (AI) alle immagini dell'universo con un campo visivo ultra ampio catturate dal telescopio Subaru. Il gruppo è riuscito a raggiungere un alto tasso di accuratezza per trovare e classificare le galassie a spirale in quelle immagini.

Questa tecnica viene utilizzata insieme alla scienza dei cittadini e si prevede che le due porteranno a ulteriori scoperte in futuro.

I ricercatori hanno applicato una tecnica di apprendimento profondo per classificare le galassie in un ampio set di dati di immagini ottenute tramite il telescopio Subaru. Grazie alla sua sensibilità estremamente elevata, il telescopio ha rilevato circa 560,000 galassie nelle immagini. 

Il Subaru Telescope è importante poiché il compito di identificare così tante galassie dall'occhio umano per la classificazione morfologica sarebbe quasi impossibile. Grazie all'intelligenza artificiale, il team è stato in grado di elaborare le informazioni senza la necessità dell'intervento umano.

L'opera è stata pubblicata in Avvisi mensili della Royal Astronomical Society.

Tecniche di elaborazione automatizzata

A partire dal 2012, il mondo ha assistito a un rapido sviluppo di tecniche di elaborazione automatizzata per l'estrazione e il giudizio delle caratteristiche con algoritmi di deep learning. Questi sono spesso molto più accurati degli esseri umani e sono presenti in veicoli autonomi, telecamere di sicurezza e varie altre applicazioni.

Il Dr. Ken-ichi Tadaki è Project Assistant Professor al NAOJ. È responsabile dell'idea che se l'intelligenza artificiale è in grado di classificare immagini di cani e gatti, non c'è motivo per cui non dovrebbe essere in grado di identificare e distinguere "galassie con motivi a spirale" da "galassie senza motivi a spirale".

Attraverso l'uso di dati di addestramento preparati dagli esseri umani, l'IA è stata in grado di classificare con successo le morfologie della galassia con un tasso di precisione del 97.5%. Dopo essere stata applicata all'intero set di dati, l'intelligenza artificiale potrebbe identificare le spirali in circa 80,000 galassie. 

Progetto Cittadino-Scienza

Poiché la nuova tecnica è stata efficace nell'identificare le galassie, il gruppo può ora usarla per classificare le galassie in classi più dettagliate. Ciò avverrà addestrando l'IA su molte galassie che sono state classificate dagli umani. 

NAOJ gestisce un progetto di scienza dei cittadini di nuova creazione chiamato "GALAXY CRUISE", che si basa sui cittadini che esaminano le immagini della galassia che sono state scattate con il telescopio Subaru. I cittadini quindi cercano caratteristiche che suggeriscano che la galassia si stia fondendo o si stia scontrando con un'altra galassia.

Il professore associato Masayuki Tanaka è il consulente di "GALAXY CRUISE" e crede fermamente nello studio delle galassie attraverso l'intelligenza artificiale.

“Il Programma Strategico Subaru è un serio Big Data contenente un numero quasi infinito di galassie. Dal punto di vista scientifico, è molto interessante affrontare dati così grandi con la collaborazione di astronomi cittadini e macchine”, afferma Tanaka. “Utilizzando il deep learning oltre alle classificazioni effettuate dagli scienziati cittadini in GALAXY CRUISE, è probabile che possiamo trovare un gran numero di galassie in collisione e fusione”.

La nuova tecnica creata dal gruppo di astronomi ha grandi implicazioni per il settore. È un altro esempio di come l'intelligenza artificiale non solo cambierà la vita sul nostro pianeta, ma ci aiuterà anche ad espandere le nostre conoscenze oltre.