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
Lidé ji mohou jen závidět. Vědci odhalili tajemství bakterie, která přežije všechno na světě
Víme, co pijeme? Vědce znepokojil nový objev, čistírny vody v jednom případě nedokáží zničit viry a bakterie
Vědci , astronomie , vesmir
Aktuálně se děje
před 27 minutami
Rok od tragédie, která změnila život mnoha lidem. Česko si připomíná nejhorší masovou střelbu v historii
Aktualizováno před 8 hodinami
OBRAZEM: Česko si připomnělo oběti tragédie na FF UK. Naší společností otřásla, říká Fiala
včera
Kate a William dojali Brity vánoční pohlednicí. Zachycuje klíčový moment tohoto roku
včera
Česká hymna poprvé zazněla před 190 lety. V Tylově Fidlovačce
včera
Policii znepokojuje, co se děje na D1 před Brnem. Ukázala záběry nebezpečných nehod
včera
Nobelova cena pro Trumpa? Při splnění jednoho předpokladu může být kandidátem
včera
Zlatý měsíc českých dálnic završen. Otevřelo se 28 nových kilometrů na D3
včera
Pavel kondoloval Steinmeierovi. Připomněl tragickou střelbu na FF UK
včera
Fico tvrdí, že mu Zelenskyj nabídl půlmiliardu eur za souhlas s Ukrajinou v NATO
včera
Z mírumilovného trhu se stalo místo hrůzného činu. Scholz promluvil v Magdeburgu
včera
Vymyslel si muže se zbraní a zaměstnal policii. Hrozí mu tři roky vězení
včera
Počasí do Vánoc. Meteorologové slibují až 40 centimetrů nového sněhu
včera
Volby by jasně vyhrálo hnutí ANO. Poslance by měli komunisté či Motoristé
včera
Němci zjišťují pravdu o útočníkovi z Magdeburgu. Tíhl k AfD a kritizoval islám
včera
V Česku bezprostřední riziko nehrozí, říká Rakušan po útoku na trzích v Německu
včera
Zimní počasí je zpět. Do Česka se o víkendu vrátí sníh
Aktualizováno 20. prosince 2024 22:35
Mimořádná zpráva Teroristický útok v Magdeburgu: Do davu lidí najelo auto, 2 mrtví a až 80 zraněných. Incident zachytila kamera
20. prosince 2024 22:32
Přesně osm let po berlínském masakru. Magdeburg je vyvrcholením dlouhodobých hrozeb v Německu
20. prosince 2024 21:43
Prezident Pavel telefonicky hovořil se Zelenským
20. prosince 2024 20:03
Deset zemí EU včetně Česka předložilo návrh nových sankcí proti Rusku
Deset členských zemí Evropské unie, mezi nimiž nechybí Česká republika a Polsko, předložilo návrh nového sankčního balíčku proti Rusku.
Zdroj: Libor Novák