Исследователи научили программу искусственного интеллекта, используемую для распознавания лиц на Facebook, чтобы идентифицировать галактики в глубоком космосе.
Результатом является бот с искусственным интеллектом под названием ClaRAN, который сканирует изображения, сделанные радиотелескопами.
Его задача - выявить радиогалактики - галактики, которые излучают мощные радиоструи из сверхмассивных черных дыр в их центрах.
Бот ClaRAN является детищем специалиста по большим данным, доктора Чэнь Ву (Chen Wu) и астронома, доктора Айви Вонга (Ivy Wong), обеих из Университета Западной Австралии, узла Международного центра радиоастрономических исследований (ICRAR).
Доктор Вонг говорит, что черные дыры находятся в центре большинства, если не всех, галактик.
«Эти сверхмассивные черные дыры изредка изрыгают струи, которые можно увидеть с помощью радиотелескопа», - сказала она.
«Со временем, струи могут простираться далеко от своих галактик-хозяев, что затрудняет для традиционных компьютерных программ выяснение, где находится галактика».
«Это то, что мы пытаемся научить ClaRAN делать».
Доктор Ву сказала, что ClaRAN вырос из открытой версии программного обеспечения от Microsoft и Facebook для распознования объектов.
Она сказала, что программа была полностью переделана и обучена распознавать галактики вместо людей.
Сам ClaRAN также является программным обеспечением с открытым исходным кодом и доступен на GitHub.
Четырнадцать предсказаний радиогалактик ботом ClaRAN сделаны во время сканирования радио- и инфракрасных данных. Все предсказания были сделаны с высоким уровнем «уверенности», показанным как число над полем обнаружения. Доверие 1,00 указывает на то, что ClaRAN чрезвычайно уверен в том, что обнаруженный источник представляет собой систему радиогалактик и радиоструй от них, и что он правильно ее классифицировал. Фото: Dr. Chen Wu and Dr. Ivy Wong, ICRAR/UWA
Доктор Вонг сказала, что предстоящее исследование проекта Evolutionary Map of the Universe с использованием нового радиотелескопа Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP), как ожидается, будет наблюдать до 70 миллионов галактик за всю историю Вселенной.
По ее словам, традиционные компьютерные алгоритмы способны правильно идентифицировать 90 процентов источников.
«Это все еще оставляет 10%, или семь миллионов «трудных» галактик, которые должны быть просмотрены глазом человека из-за сложности их расширенных структур», - сказала доктор Вонг.
Доктор Вонг ранее использовала силу гражданской науки для определения галактик в рамках проекта Radio Galaxy Zoo.
«Если ClaRAN уменьшит количество источников, для которых требуется визуальная классификация до одного процента, это означает, что нашим ученым-гражданам больше времени придется смотреть именно на новые типы галактик», - сказала она.
Высокоточный каталог, созданный добровольцами Radio Galaxy Zoo, был использован для обучения ClaRAN, как определить место возникновения струй.
Доктор Ву сказала, что ClaRAN является примером новой парадигмы под названием «программирование 2.0».
«Все, что вы делаете, - это создаете огромную нейронную сеть, даете ей массу данных и даете понять, как настроить внутренние подключения, чтобы генерировать ожидаемый результат», - сказала она.
При объединии данных из разных телескопов, уровень доверия ClaRAN в его обнаружениях и классификациях увеличивается. Показанный как номер над полем обнаружения, уверенность в 1.00 указывает на то, что ClaRAN чрезвычайно уверен в том, что обнаруженный источник является системой радиогалактики и радиоструй, и все правильно классифицировано. Слева находится система радиогалактики и радиоструй, обнаруженная ClaRAN, используя только данные радиотелескопов. Бот ClaRAN не уверен, что он видит здесь, давая два прогноза, один из которых покрывает всю систему с низким доверием 0,53, а один покрывает верхнюю струю только с доверием 0,67. Справа та же галактика, но с наложением инфракрасного телескопа. Благодаря включению данных из инфракрасных телескопов доверие ClaRAN к обнаружению увеличилось до максимального значения 1.0, и ClaRAN теперь включает в себя всю систему в своем единственном предсказании. Фото: Dr. Chen Wu and Dr. Ivy Wong, ICRAR/UWA
ClaRAN рассматривает более 500 различных представлений данных о радиогалактиках, чтобы сделать свои обнаружения, открытия и классификации. После сканирования разных видов, ClaRAN также рассматривает данные инфракрасных телескопов для уточнения своих прогнозов, давая окончательный результат обнаружения и классификации системы радио-галактик и радио-струй.
«Новое поколение программистов тратит 99% своего времени на создание наборов данных лучшего качества, а затем обучает алгоритмы искусственного интеллекта для оптимизации всего остального».
«Это будущее программирования».
Доктор Вонг сказала, что ClaRAN имеет огромный смысл для обработки наблюдений телескопов.
«Если мы сможем начать внедрять эти более продвинутые методы для наших наблюдений следующего поколения, мы сможем максимизировать науку от них», - сказала она.
«Нет смысла использовать 40-летние методы для новых данных, потому что мы пытаемся исследовать пространство во Вселенной дальше, чем когда-либо прежде».
Исследовательская статья о ClaRAN была опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Источник: Phys.org / International Centre for Radio Astronomy Research
