Астрономи застосовують штучний інтелект для відкриття та класифікації галактик

Дослідницька група астрономів, більшість з яких походять з Національної астрономічної обсерваторії Японії (NAOJ), тепер застосовує штучний інтелект (AI) до надшироких зображень Всесвіту, зроблених телескопом Subaru. Група змогла досягти високого рівня точності для пошуку та класифікації спіральних галактик на цих зображеннях.

Ця техніка застосовується разом з громадянською наукою, і очікується, що ці два підходи приведуть до нових відкриттів у майбутньому.

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

Телескоп Subaru 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 Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Автоматизовані техніки обробки

Починаючи з 2012 року, світ побачив швидкий розвиток автоматизованих технік обробки для витягування та судження ознак з алгоритмами глибокого навчання. Ці техніки часто набагато точніші, ніж люди, і присутні в автономних транспортних засобах, камерах безпеки та різних інших застосуваннях.

Доктор Кен-ічі Тадакі є проектним асистентом-професором в NAOJ. Він відповідає за ідею, що якщо AI здатний класифікувати зображення котів і собак, немає жодної причини, чому він не зможе ідентифікувати та розрізняти «галактики зі спіральними узорами» від «галактик 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 спіралі 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 використовувати її для класифікації галактик до більш детальних класів. Це буде зроблено шляхом навчання AI на багатьох галактиках, які були класифіковані людьми.

NAOJ керує новим проектом громадянської науки під назвою «GALAXY CRUISE», який покладається на громадян, які оглядають зображення галактик, зроблених телескопом Subaru. Громадяни потім шукають ознаки, які свідчать про те, що галактика зливається або зіштовхується з іншою галактикою.

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

«Програма Subaru Strategic — це серйозна велика дані, що містить майже нескінченну кількість 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 далі.