Astrônomos Aplicam Inteligência Artificial 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-ampla 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 imagens 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 em identificar as 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 por recursos que sugiram que a galáxia está se fundindo ou colidindo com outra galáxia.

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

“O Programa Estratégico Subaru é um grande dado contendo um número quase incontável de galáxias. Cientificamente, é muito interessante lidar com esses grandes dados com uma colaboração de astrônomos cidadãos e máquinas”, diz Tanaka. “Ao empregar o 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.