Астрономи застосовують штучний інтелект для відкриття та класифікації галактик

Дослідницька група астрономів, більшість з яких походять з Національної астрономічної обсерваторії Японії (NAOJ), зараз застосовує штучний інтелект (AI) до надширококутових зображень Всесвіту, отриманих телескопом Субару. Група досягла високого рівня точності для пошуку та класифікації спіральних галактик на цих зображеннях.

Цей метод застосовується разом із громадянською наукою, і очікується, що ці два методи приведуть до нових відкриттів у майбутньому.

Дослідники застосували техніку глибокого навчання для класифікації галактик у великому наборі зображень, отриманих телескопом Субару. Завдяки своїй надзвичайно високій чутливості телескоп виявив близько 560 000 галактик на цих зображеннях.

Телескоп Субару важливий, оскільки завдання ідентифікації такої кількості галактик людським оком для морфологічної класифікації було б майже неможливим. Завдяки AI команда змогла обробити інформацію без потреби людського втручання.

Робота була опублікована в Щомісячні повідомлення Королівського астрономічного товариства.

Автоматизовані техніки обробки

Починаючи з 2012 року, світ побачив швидкий розвиток автоматизованих технік обробки для видобутку та судження ознак з допомогою алгоритмів глибокого навчання. Ці техніки часто значно точніші, ніж люди, і застосовуються в автономних транспортних засобах, камерах безпеки та інших застосуваннях.

Доктор Кен-ічі Тадакі є помічником професора в NAOJ. Він відповідає за ідею, що якщо AI здатний класифікувати зображення котів і собак, немає жодної причини, чому він не повинен能够 ідентифікувати та розрізняти «галактики зі спіральними узорами» та «галактики без спіральних узорів».

За допомогою навчальних даних, підготовлених людьми, AI змогла успішно класифікувати морфологію галактик з точністю 97,5%. Після застосування до повного набору даних AI змогла ідентифікувати спіральні галактики в близько 80 000 галактиках.

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

Проект громадянської науки

Оскільки нова техніка була ефективною для ідентифікації галактик, група тепер може застосовувати її для класифікації галактик до більш детальних класів. Це буде зроблено шляхом навчання AI на багатьох галактиках, які були класифіковані людьми.

NAOJ проводить новий проект громадянської науки під назвою «GALAXY CRUISE», який полягає в тому, що громадяни оглядають зображення галактик, отриманих телескопом Субару. Громадяни потім шукають ознаки, які свідчать про те, що галактика зливається або зіштовхується з іншою галактикою.

Асоціативний професор Масаюкі Танака є радником «GALAXY CRUISE» і сильно вірить у вивчення галактик за допомогою штучного інтелекту.

«Програма Субару – це серйозна велика дані, яка містить майже безліч галактик. Науково це дуже цікаво розібратися з такими великими даними у співпраці з громадянськими астрономами та машинами», – говорить Танака. «Застосовуючи глибоке навчання на основі класифікацій, зроблених громадянськими вченими в GALAXY CRUISE, ми можемо знайти велику кількість галактик, які зіштовхуються та зливаються».

Нова техніка, створена групою астрономів, має великі наслідки для галузі. Це ще один приклад того, як штучний інтелект не тільки змінить життя на нашій планеті, але й допоможе нам розширити наші знання за її межами.