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

Un gruppo di ricerca di astronomi, con la maggior parte proveniente dall’Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone (NAOJ), sta ora applicando l’intelligenza artificiale (AI) a immagini a campo ultra-ampio dell’universo catturate dal telescopio Subaru. Il gruppo è riuscito a raggiungere un alto tasso di accuratezza nel trovare e classificare le galassie a spirale in quelle immagini.

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

I ricercatori hanno applicato una tecnica di apprendimento profondo per classificare le galassie in un grande set di dati di immagini ottenute attraverso il telescopio Subaru. A causa della sua estrema sensibilità, il telescopio ha rilevato circa 560.000 galassie nelle immagini.

Il telescopio Subaru è importante poiché il compito di identificare così tante galassie per la classificazione morfologica sarebbe quasi impossibile per l’occhio umano. Grazie all’AI, il team è stato in grado di elaborare le informazioni senza la necessità di intervento umano.

Il lavoro è stato pubblicato su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Tecniche di elaborazione automatizzate

A partire dal 2012, il mondo ha visto un rapido sviluppo di tecniche di elaborazione automatizzate per l’estrazione e il giudizio di caratteristiche con algoritmi di apprendimento profondo. Questi sono spesso molto più precisi degli esseri umani e sono presenti in veicoli autonomi, telecamere di sicurezza e varie altre applicazioni.

Il dottor Ken-ichi Tadaki è un professore assistente di progetto presso l’NAOJ. È responsabile dell’idea che se l’AI è in grado di classificare immagini di gatti e cani, non c’è ragione per cui non dovrebbe essere in grado di identificare e distinguere “galassie con pattern a spirale” da “galassie senza pattern a spirale”.

Attraverso l’utilizzo di dati di formazione preparati dagli esseri umani, l’AI è stata in grado di classificare con successo le morfologie delle galassie con un tasso di accuratezza del 97,5%. Dopo essere stata applicata all’intero set di dati, l’AI è stata in grado di identificare le spirali in circa 80.000 galassie.

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

Progetto di scienza dei cittadini

Poiché la nuova tecnica è stata efficace nell’identificazione delle galassie, il gruppo può ora utilizzarla per classificare le galassie in classi più dettagliate. Ciò sarà fatto addestrando l’AI su molte galassie che sono state classificate dagli esseri umani.

L’NAOJ gestisce un nuovo progetto di scienza dei cittadini chiamato “GALAXY CRUISE”, che si basa sui cittadini che esaminano immagini di galassie scattate con il telescopio Subaru. I cittadini cercano quindi caratteristiche che suggeriscono che la galassia stia mergendo o collidendo con un’altra galassia.

Il professore associato Masayuki Tanaka è il consulente di “GALAXY CRUISE” e crede fortemente nello studio delle galassie attraverso l’intelligenza artificiale.

“Il programma strategico Subaru è un Big Data serio che contiene un numero quasi innumerevole di galassie. Scientificamente, è molto interessante affrontare tali Big Data con una collaborazione di astronomi cittadini e macchine”, afferma Tanaka. “Impiegando l’apprendimento profondo sulle classificazioni fatte da scienziati cittadini in GALAXY CRUISE, è probabile che possiamo trovare un gran numero di galassie che collidono e si fondono”.

La nuova tecnica creata dal gruppo di astronomi ha grandi implicazioni per il campo. 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.