Astrônomos Aplicam IA para Descobrir e Classificar Galáxias

Um grupo de pesquisa de astrônomos, com a maioria vindo do Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ), agora está aplicando inteligência artificial (IA) a imagens de campo de visão ultra-largo do universo capturadas pelo Telescópio Subaru. O grupo conseguiu alcançar uma taxa de precisão alta para encontrar e classificar galáxias espirais nessas imagens.

Essa técnica é usada junto com a ciência cidadã, e as duas são esperadas para levar a mais descobertas no futuro.

Os pesquisadores aplicaram uma técnica de aprendizado profundo para classificar galáxias em um grande conjunto de dados de imagens que foram obtidas através do Telescópio Subaru. Devido à sua sensibilidade extremamente alta, o telescópio detectou cerca de 560.000 galáxias nas imagens.

O Telescópio Subaru é importante, pois a tarefa de identificar tantas galáxias por olho humano para classificação morfológica seria quase impossível. Graças à IA, a equipe foi capaz de processar as informações sem a necessidade de intervenção humana.

O trabalho foi publicado em Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Técnicas de Processamento Automatizado

A partir de 2012, o mundo viu um desenvolvimento rápido de técnicas de processamento automatizado para extração e julgamento de recursos com algoritmos de aprendizado profundo. Esses são frequentemente muito mais precisos do que os humanos e estão presentes em veículos autônomos, câmeras de segurança e várias outras aplicações.

O Dr. Ken-ichi Tadaki é um Professor Assistente de Projeto no NAOJ. Ele é responsável pela ideia de que, se a IA é capaz de classificar imagens de gatos e cães, não há razão para que não possa identificar e distinguir “galáxias com padrões espirais” de “galáxias sem padrões espirais”.

Através do uso de dados de treinamento preparados por humanos, a IA foi capaz de classificar com sucesso as morfologias das galáxias com uma taxa de precisão de 97,5%. Após ser aplicada ao conjunto de dados completo, a IA pôde identificar espirais em cerca de 80.000 galáxias.

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

Projeto de Ciência Cidadã

Como a nova técnica foi eficaz na identificação das galáxias, o grupo agora pode usá-la para classificar galáxias em classes mais detalhadas. Isso será feito treinando a IA em muitas galáxias que foram classificadas por humanos.

O NAOJ executa um projeto de ciência cidadã recém-criado chamado “GALAXY CRUISE”, que depende de cidadãos examinando imagens de galáxias que foram tiradas com o Telescópio Subaru. Os cidadãos então procuram recursos que sugiram que a galáxia está se fundindo ou colidindo com outra galáxia.

O Professor Associado Masayuki Tanaka é o conselheiro do “GALAXY CRUISE” e acredita firmemente no estudo de galáxias por meio de inteligência artificial.

“O Programa Estratégico Subaru é sério Big Data contendo um número quase incontável de galáxias. Cientificamente, é muito interessante lidar com esse Big Data com uma colaboração de astrônomos cidadãos e máquinas”, diz Tanaka. “Ao empregar aprendizado profundo em cima das classificações feitas por cientistas cidadãos no GALAXY CRUISE, é provável que possamos encontrar um grande número de galáxias colidindo e se fundindo”.

A nova técnica criada pelo grupo de astrônomos tem grandes implicações para o campo. É outro exemplo de como a inteligência artificial não apenas mudará a vida em nosso planeta, mas também nos ajudará a expandir nosso conhecimento além.