Astronomii aplică inteligența artificială pentru a descoperi și clasifica galaxiile

Un grup de cercetare de astronomi, majoritatea provenind de la Observatorul Național Astronomic al Japoniei (NAOJ), aplică acum inteligența artificială (AI) imaginilor cu câmp vizual ultra-larg ale universului capturate de Telescopul Subaru. Grupul a reușit să atingă o rată de precizie ridicată pentru găsirea și clasificarea galaxiilor spirale în acele imagini.

Această tehnică este folosită împreună cu știința cetățenească, iar cele două sunt de așteptat să conducă la mai multe descoperiri în viitor.

Cercetătorii au aplicat o tehnică de învățare profundă pentru a clasifica galaxiile într-un set mare de date de imagini care au fost obținute prin Telescopul Subaru. Datorită sensibilității sale extrem de ridicate, telescopul a detectat în jur de 560,000 de galaxii în imagini. 

Telescopul Subaru este important, deoarece sarcina de a identifica multe galaxii de către ochiul uman pentru clasificarea morfologică ar fi aproape imposibilă. Datorită AI, echipa a putut procesa informațiile fără a fi nevoie de intervenția umană.

Lucrarea a fost publicată în Avize lunare ale Royal Astronomical Society.

Tehnici de procesare automată

Începând cu 2012, lumea a cunoscut o dezvoltare rapidă a tehnicilor de procesare automată pentru extragerea și evaluarea caracteristicilor cu algoritmi de învățare profundă. Acestea sunt adesea mult mai precise decât oamenii și sunt prezente în vehiculele autonome, camerele de securitate și diverse alte aplicații.

Dr. Ken-ichi Tadaki este profesor asistent de proiect la NAOJ. El este responsabil pentru ideea că, dacă AI este capabilă să clasifice imagini cu pisici și câini, nu există niciun motiv pentru care să nu poată identifica și distinge „galaxiile cu modele spiralate” de „galaxii fără modele spiralate”.

Prin utilizarea datelor de antrenament pregătite de oameni, IA a fost capabilă să clasifice cu succes morfologiile galaxiilor cu o rată de precizie de 97.5%. După ce a fost aplicată la setul complet de date, IA a putut identifica spirale în aproximativ 80,000 de galaxii. 

Proiectul Citizen-Science

Deoarece noua tehnică a fost eficientă în identificarea galaxiilor, grupul o poate folosi acum pentru a clasifica galaxiile în clase mai detaliate. Acest lucru se va face prin antrenarea AI pe multe galaxii care au fost clasificate de oameni. 

NAOJ conduce un proiect nou creat de știință cetățenească numit „GALAXY CRUISE”, care se bazează pe cetățenii care examinează imaginile galaxiilor care au fost realizate cu Telescopul Subaru. Cetățenii caută apoi caracteristici care sugerează că galaxia fie fuzionează, fie se ciocnește cu o altă galaxie.

Profesorul asociat Masayuki Tanaka este consilierul „GALAXY CRUISE” și crede cu tărie în studiul galaxiilor prin inteligența artificială.

„Programul strategic Subaru este Big Data serios, care conține un număr aproape nenumărat de galaxii. Din punct de vedere științific, este foarte interesant să abordăm astfel de date mari cu o colaborare dintre astronomi și mașini cetățeni”, spune Tanaka. „Prin folosirea învățării profunde pe lângă clasificările făcute de oamenii de știință cetățeni în GALAXY CRUISE, sunt șanse să găsim un număr mare de galaxii care se ciocnesc și se fuzionează.”

Noua tehnică creată de grupul de astronomi are implicații mari pentru domeniu. Este un alt exemplu al modului în care inteligența artificială nu numai că va schimba viața pe planeta noastră, ci și cum ne va ajuta să ne extindem cunoștințele dincolo.