Astronomer anvender kunstig intelligens til å oppdage og klassifisere galakser

En forskergruppe av astronomer, med de fleste fra National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ), anvender nå kunstig intelligens (KI) til ultra-wide field-of-view-bilder av universet tatt med Subaru-teleskopet. Gruppen har klart å oppnå en høy nøyaktighetsrate for å finne og klassifisere spiralgalakser i disse bildene.

Denne teknikken brukes sammen med borgervitenskap, og de to forventes å føre til flere oppdagelser i fremtiden.

Forskerne anvendte en dyptlæringsteknikk for å klassifisere galakser i en stor datasett av bilder som ble tatt med Subaru-teleskopet. På grunn av sin ekstremt høye sensitivitet, har teleskopet detektert rundt 560 000 galakser i bildene.

Subaru-teleskopet er viktig siden oppgaven med å identifisere så mange galakser for morfologisk klassifisering ville være nesten umulig for mennesker. Takk til KI, kunne teamet prosessere informasjonen uten menneskelig inngripen.

Arbeidet ble publisert i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Automatiserte prosesseringsteknikker

Fra 2012 har verden sett en rask utvikling av automatiserte prosesseringsteknikker for utvinning og vurdering av egenskaper med dyptlæringsalgoritmer. Disse er ofte mye mer nøyaktige enn mennesker og er til stede i autonome kjøretøy, sikkerhetskameraer og andre applikasjoner.

Dr. Ken-ichi Tadaki er en prosjektassistentprofessor ved NAOJ. Han er ansvarlig for ideen om at hvis KI kan klassifisere bilder av katter og hunder, så bør det ikke være noen grunn til at det ikke kan identifisere og skille “galakser med spiralpatroner” fra “galakser uten spiralpatroner”.

Gjennom bruk av treningdata forberedt av mennesker, kunne KI klassifisere galaksemorfologiene med en nøyaktighetsrate på 97,5%. Etter å ha blitt anvendt på hele datasetten, kunne KI identifisere spiraler i omtrent 80 000 galakser.

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

Borgervitenskapsprosjekt

Siden den nye teknikken var effektiv i å identifisere galaksene, kan gruppen nå bruke den til å klassifisere galakser i mer detaljerte klasser. Dette vil bli gjort ved å trene KI på mange galakser som har blitt klassifisert av mennesker.

NAOJ kjører et nytt borgervitenskapsprosjekt kalt “GALAXY CRUISE”, som avhenger av at borgere undersøker galaksebilder som ble tatt med Subaru-teleskopet. Borgere ser så etter egenskaper som tyder på at galaksen er enten i ferd med å kollidere eller slå seg sammen med en annen galakse.

Associate Professor Masayuki Tanaka er rådgiveren for “GALAXY CRUISE”, og han tror sterkt på studiet av galakser gjennom kunstig intelligens.

“Subaru Strategic Program er et alvorlig Big Data som inneholder et nesten utallig antall galakser. Vitenskapelig sett er det veldig interessant å takle så mye data med en samarbeid mellom borgerastronomer og maskiner”, sier Tanaka. “Ved å anvende dyptlæring på toppen av klassifiseringene som ble gjort av borgervitenskapsmenn i GALAXY CRUISE, er det sannsynlig at vi kan finne et stort antall kollidende og slående galakser”.

Den nye teknikken som ble skapt av gruppen av astronomer har store implikasjoner for feltet. Det er et annet eksempel på hvordan kunstig intelligens ikke bare vil endre livet på vår planet, men også hvordan det vil hjelpe oss å utvide vår kunnskap utover.