Nezvyklý přístup pomohl českým vědcům najít stovky vzácných nepopsaných objektů ve vesmíru. Výzkumníci poprvé v astronomii využili metodu umělé inteligence zvanou aktivní hluboké učení (active deep learning). Na rozdíl od běžně využívaných postupů síť v tomto případě požádá člověka o radu, když si je nejméně jistá.
Článek publikoval prestižní časopis Astronomy and Astrophycics, katalog nově objevených hvězd je součástí celosvětové databáze Vizier. ČTK dnes o tom v tiskové zprávě za Astronomický ústav Akademie věd ČR informoval Pavel Suchan. Tým tvořili vědci z AÚ AV a Fakulty informačních technologií (FIT) ČVUT.
K vzácným a zajímavým objektům ve vesmíru patří třeba horké hvězdy Be, nově vznikající hvězdy T Tauri či kataklyzmické proměnné hvězdy. Tyto objekty podle vědců na snímcích oblohy působí jako běžné hvězdy a "usvědčí" je jen jejich spektra s charakteristickými kombinacemi emisních čar. Z nich lze určit různé "vlastnosti" exotického objektu.
Moderní spektrografy s tisíci optických vláken umí pořídit několik tisíc spekter během desítek minut. Díky tomu existují archivy s miliony spekter, z nichž naprostou většinu lidské oko nespatřilo - většina je výsledek aplikace automatických algoritmů. Největší spektrální přehlídkou je archiv čínského šestimetrového dalekohledu LAMOST. O většině cílů, kam jsou umístěna jeho vlákna, není dosud zpravidla známo mnoho a je tak velká šance najít nové, vzácné objekty. Jenže třídění milionů spekter astrofyzikem by trvalo velmi dlouho. A výzkumníci uvádějí, že vzácné objekty nelze dobře klasifikovat podle spekter pomocí algoritmů.
Nadějí je umělá inteligence v podobě neuronových konvolučních sítí užívaných třeba v samořídících autech či strojovém překladu. Ty ale potřebují stovky tisíc člověkem označených příkladů, z kterých se musí učit, aby poznaly podobný vzor v milionech neznámých. "Pokud takové označené vzory nemáte, nebo jich je málo, nemůžete tyto nástroje umělé inteligence použít," podotkl spoluautor článku Ondřej Podsztavek z FIT.
Tým z Česka tak musel překonat dvě překážky - ukázat síti spektra, jako by je pořídil LAMOST a donutit ji, aby fungovala i při zlomku označených vzorů, než běžně vyžaduje.
Pomohl jim archiv Perkova dalekohledu ve středočeském Ondřejově. Ten disponoval několik tisíci spektry vzácných objektů s emisními čarami. Ondřejovský dalekohled na rozdíl od LAMOSTu pořizuje spektra s větším rozlišením. Proto byla uměle rozostřena, jako by je viděl LAMOST. Spekter však bylo pro trénink stále málo. Vědci si tedy vypomohli málo známou metodou aktivního učení.
"Principem je, že neuronová síť si v každém opakovaném kroku vybere ta spektra, kde si je svojí předpovědí nejméně jistá. Tato předloží expertovi, což může být nejen člověk, ale i jiný algoritmus, který předpověď sítě potvrdí či naopak vyvrátí. Toto se provede na malém vzorku například sta spekter," popsal Podsztavek. "Jakmile jsou expertem označená, jsou přidána do trénovací množiny, na které je síť znovu učena. Takto se do ní postupně dostává stále více velmi těžko rozhodnutelných případů. To se opakuje do okamžiku, kdy se již síť perfektně trefuje," doplnil.
Později se tako podařilo ve starší verzi archivu LAMOST se čtyřmi miliony spekter najít 4000 objektů s emisními čarami, skoro tisícovka z nich nebyla v literatuře dosud detailně popsána. "Naše metoda aktivního hlubokého učení nastiňuje budoucí směr používání umělé inteligence v astronomii a možná i jiných vědách," uvedl výzkumník Petr Škoda, který působí na FIT i v AÚ. "Stroj bude pracovat v těsné spolupráci s člověkem, bude za něj dělat rutinní práci, ale jakmile si nebude jistý, obrátí se o radu. Na této koncepci teď začínáme v našem týmu pracovat. Časem by takové řešení mohlo připomínat dialog mezi velitelským můstkem lodi Enterprise a palubním počítačem v seriálu Star Trek při průzkumu Galaxie," uzavřel vědec. Výzkumníkům se nepodařilo dohledat, že by tuto kombinaci přístupů v astronomii už někdo použil.
Související
Vědci: Bakterie umí odbourávat cholesterol, mohou chránit před srdečními chorobami
Zemřel britský vědec Peter Higgs. Předpověděl existenci částice nesoucí jeho jméno
Vědci , astronomie , vesmir
Aktuálně se děje
před 29 minutami
Everest zřejmě přestane být tak dosažitelný, vyplývá z rozhodnutí soudu
před 1 hodinou
Ruská škola kritizovala válku na Ukrajině. Konec byl nevyhnutelný
před 2 hodinami
Teplé počasí vydrží i příští týden, mírně se ale ochladí
včera
Izrael po rozhodnutí Turecka hledá nové dodavatele. Zvažuje i Česko
včera
Rusko opět vyhrožuje: Odpovíme zničujícím odvetným úderem, pokud Ukrajina zaútočí na Kerčský most
včera
Hamás dostal od Izraele ultimátum: Máte týden, jinak jdeme do Rafahu
včera
Čekání na schválení vojenské pomoci americkým Kongresem mohlo způsobit vážné škody
včera
Chcete se nám mstít? ICC varoval před odvetou vůči soudu
včera
Evropa si v současné době hraje s ohněm, varuje Orbán
včera
Velmi důležité, velmi nebezpečné. Kreml zareagoval na návrhy Camerona a Macrona
včera
Rusko plánovalo útok na německém území, chtělo zničit vojenskou pomoc Ukrajině
včera
Tragická nehoda na Třebíčsku: Auto vyjelo mimo silnici, žena zemřela
včera
Putin pracuje na nejkrutější válečné zbrani Ruska, tvrdí experti. Systém promění bojiště v hořící peklo
včera
Putin má paranoidní strach, že Západ omezí moc Ruska. Moskva proto enormně zbrojí
včera
Tuleja ministrem pro vědu a výzkum nebude. Nominace se vzdal
včera
Ruská armáda dobyla na Ukrajině území o rozloze 547 kilometrů čtverečních, oznámil Šojgu
včera
Počet mrtvých výrazně vzroste, varuje WHO. Pro invazi Izraele do Rafahu má nouzový plán
včera
Turecko sdělilo podmínky, za jakých obnoví obchod s Izraelem
včera
Česko vyzývá Rusko, aby přestalo s kybernetickými útoky
včera
NATO míří k tomu, aby překročilo červené čáry na Ukrajině, varuje Maďarsko
Severoatlantická aliance intenzivnějším financováním války na Ukrajině činí mílové kroky směrem k tomu, aby překročila dříve stanovené červené čáry. Podle agentury MTI to prohlásil šéf maďarské diplomacie Péter Szijjártó.
Zdroj: Libor Novák