Astronomerzy stosują sztuczną inteligencję w celu odkrywania i klasyfikowania galaktyk

Grupa badawcza astronomów, w większości pochodzących z Narodowego Obserwatorium Astronomicznego Japonii (NAOJ), stosuje obecnie sztuczną inteligencję (AI) do ultra-szerokokątnych obrazów wszechświata, które zostały uchwycone przez teleskop Subaru. Grupa osiągnęła wysoki wskaźnik dokładności w odnajdywaniu i klasyfikowaniu spiralnych galaktyk na tych obrazach.

Ta technika jest stosowana wraz z nauką obywatelską, a obie mają prowadzić do większej liczby odkryć w przyszłości.

Naukowcy zastosowali technikę głębokiego uczenia się w celu klasyfikacji galaktyk w dużym zbiorze danych obrazów, które zostały uzyskane za pomocą teleskopu Subaru. Ze względu na jego niezwykle wysoką czułość, teleskop wykrył około 560 000 galaktyk na tych obrazach.

Teleskop Subaru jest ważny, ponieważ zadanie identyfikacji tak dużej liczby galaktyk przez ludzkie oko dla klasyfikacji morfologicznej byłoby niemal niemożliwe. Dzięki AI, zespół mógł przetworzyć informacje bez potrzeby interwencji człowieka.

Praca została opublikowana w Miesięcznych Wiadomościach Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego.

Automatyczne techniki przetwarzania

Od 2012 roku świat doświadczył szybkiego rozwoju automatycznych technik przetwarzania do ekstrakcji i oceny cech za pomocą algorytmów głębokiego uczenia się. Są one często znacznie bardziej dokładne niż ludzie i są obecne w pojazdach autonomicznych, kamerach bezpieczeństwa i innych aplikacjach.

Dr Ken-ichi Tadaki jest adiunktem w NAOJ. Jest odpowiedzialny za pomysł, że jeśli AI jest w stanie klasyfikować obrazy kotów i psów, nie ma powodu, dla którego nie mógłby identyfikować i odróżniać „galaktyk ze spiralnymi wzorami” od „galaktyk bez spiralnych wzorów”.

Za pomocą danych szkoleniowych przygotowanych przez ludzi, AI było w stanie pomyślnie klasyfikować morfologie galaktyk z dokładnością 97,5%. Po zastosowaniu do pełnego zbioru danych, AI mogło zidentyfikować spirale w około 80 000 galaktyk.

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

Projekt nauki obywatelskiej

Ponieważ nowa technika była skuteczna w identyfikowaniu galaktyk, grupa może teraz użyć jej do klasyfikowania galaktyk w bardziej szczegółowe klasy. Będzie to robione przez szkolenie AI na wielu galaktykach, które zostały sklasyfikowane przez ludzi.

NAOJ prowadzi nowy projekt nauki obywatelskiej o nazwie „GALAXY CRUISE”, który opiera się na tym, że obywatele badają obrazy galaktyk, które zostały wykonane za pomocą teleskopu Subaru. Obywatele szukają w nich cech, które sugerują, że galaktyka jest połączona lub zderza się z inną galaktyką.

Associate Professor Masayuki Tanaka jest doradcą „GALAXY CRUISE” i jest głęboko przekonany o badaniach galaktyk za pomocą sztucznej inteligencji.

„Program Strategiczny Subaru jest poważnym dużym zestawem danych zawierającym niemal niezliczoną liczbę galaktyk. Naukowo jest to bardzo interesujące, aby podejść do takiego dużego zestawu danych we współpracy z obywatelskimi astronomami i maszynami”, mówi Tanaka. „Poprzez zastosowanie głębokiego uczenia się na podstawie klasyfikacji dokonanych przez obywateli w GALAXY CRUISE, jesteśmy w stanie znaleźć dużą liczbę zderzających się i łączących galaktyk”.

Nowa technika stworzona przez grupę astronomów ma duże implikacje dla tej dziedziny. Jest to kolejny przykład tego, jak sztuczna inteligencja nie tylko zmieni życie na naszej planecie, ale także pomoże nam rozszerzyć naszą wiedzę poza nią.