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
Extrémní počasí změní život v celé Evropě. Připravte se na katastrofální nárůst teplot, vzkazují vědečtí poradci EU
Do roku 2050 téměř vymře třetina známých druhů zvířat, varují vědci. Vytváří obří biotrezor
Vědci , astronomie , vesmir
Aktuálně se děje
před 2 minutami
Jarní počasí se v dubnu vrátí, naznačuje výhled. Bude až 16 stupňů
před 37 minutami
Novinky k pardubickému případu. Policie zadržela první údajné pachatele
před 1 hodinou
Hrozí slovinský scénář? Zjistili jsme, jak to v Česku vypadá s pohonnými hmotami
před 2 hodinami
Dva miliony dolarů za plavbu? Írán údajně zpoplatnil průjezd Hormuzským průlivem
před 3 hodinami
Oligarchie, korupce, potlačování odpůrců. Macinka táhne Česko špatným směrem, podporou Orbána velebí kolaboraci a ruské praktiky
před 4 hodinami
„Budeme bojovat až do úplného vítězství.“ Írán odmítá jakoukoliv dohodu s USA
před 5 hodinami
Pákistán chce zprostředkovat rozhovory USA s Íránem. Hlavním vyjednavačem má být Vance
před 6 hodinami
Jeho díla chrání vlády i ničí skartovačky. Legendární umělec Banksy byl po 25 letech odmaskován
před 6 hodinami
Ruská armáda zahájila na Ukrajině rozsáhlou jarní ofenzívu
před 7 hodinami
Další podezření na únik informací: AfD může předávat citlivé dokumenty o Ukrajině Kremlu
před 8 hodinami
„Normální součást diplomatické praxe.“ Maďarsko je překvapeno, že s Lavrovem nekomunikují i další ministři
před 9 hodinami
Jednáme s Íránem, jsme na prahu dohody, prohlásil Trump. Lži a manipulace s ropnými trhy, reaguje Teherán
před 10 hodinami
Trump nutně potřebuje válku s Íránem ukončit. Nemá ale jak
před 11 hodinami
Počasí se o víkendu ochladí, místy bude pršet
včera
Szijjártó měl Lavrovovi podávat hlášení o obsahu jednání EU. Magyar obvinil vládu z vlastizrady
včera
Mohou íránské rakety doletět až do Londýna, Prahy nebo Paříže? Teherán světu skutečný dostřel tajil
včera
Trump: USA a Írán jednají o mírovém plánu, Modžtaba Chameneí je možná mrtvý
včera
Eskalace zrychluje, únikových cest ubývá. Možnosti ukončení války v Íránu se dramaticky zužují
včera
Kubánská armáda je připravena na případnou americkou agresi, vzkazuje Trumpovi Havana
včera
Ceny ropy začaly po Trumpově oznámení prudce klesat
Světové trhy s ropou zažily v pondělí dramatický zvrat. Ceny černého zlata se prudce propadly poté, co americký prezident Donald Trump na sociálních sítích oznámil, že mezi Spojenými státy a Íránem probíhají „velmi dobré a produktivní rozhovory“, které by mohly vést k úplnému ukončení válečného stavu. Přestože Teherán existenci jakéhokoli dialogu vzápětí popřel, trhy na naději na smír reagovaly okamžitě.
Zdroj: Libor Novák