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
Uzavření Hormuzského průlivu vyvolalo efekt, který nikdy v historii nenastal. Může zdevastovat světové ekosystémy
Čína devastuje evropský chemický průmysl. Zasáhněte, než bude pozdě, žádají firmy EU
Vědci , astronomie , vesmir
Aktuálně se děje
před 4 minutami
Diana by měla být příkladem pro Harryho a Meghan, míní bratr zesnulé princezny
před 1 hodinou
Knihovnu nahradí jiná knihovna. Havlová oznámila, komu dala licenci na Havla
před 1 hodinou
Pitva potvrdila podezření. Policie odloží případ ztracených osob na jezeře Most
před 2 hodinami
Plzeň se stále hledá. Úvodní duel Evropské ligy se Saint-Gilloise jasně prohrála
Aktualizováno před 2 hodinami
Trump v OSN hájil konflikt s Íránem. Konec války na Ukrajině je prý za rohem
před 3 hodinami
Vyšla speciální pětitisícová bankovka. ČNB si připomíná vznik centrální banky
před 4 hodinami
Ukrajina na půdě OSN obviní Rusko z úmyslného vyvolání humanitární katastrofy v Chersonské oblasti
před 5 hodinami
Extrémní počasí nejvíc odnesou nejchudší země. Klima se nezlepší, ani když zastavíme oteplování, varují vědci
před 6 hodinami
Trump chystá sankce proti celému Mezinárodnímu trestnímu soudu v Haagu
před 7 hodinami
Napraví vyostřené vztahy? Burnham se v OSN poprvé sejde s Trumpem
před 7 hodinami
Světoví lídři se schází v sídle OSN. Očekává se Trumpův projev
před 8 hodinami
Litva vypracovala evakuační plány pro případ útoku Ruska
před 9 hodinami
Přestaňte vyzbrojovat jemenské povstalce, vyzvaly Írán v OSN státy G7
před 10 hodinami
Přestáváme pokrývat Trumpovy akce, oznámila přední americká média. Bílý dům si založil vlastní televizi
před 11 hodinami
STAN je nejsilnější opoziční stranou, potvrzuje průzkum. Motoristé by se nedostali do Sněmovny
před 11 hodinami
Británie se začala chystat na válku. Vláda vyzvala k přípravě na konflikt a rozsáhlá omezení života
před 12 hodinami
Debaty o "připojení" k EU rezonují Kanadou. Mladí se těší na studium, starší na dovolenou
před 14 hodinami
Počasí na nadcházející měsíc: Do Česka dorazí babí léto, výrazně se oteplí
včera
Trump se v OSN sejde se Zelenským. Bude tlačit na ukončení útoků na energetickou infrastrukturu
včera
Skupina 22 zemí přijala v OSN deklaraci o regulaci umělé inteligence
Skupina dvaadvaceti zemí přijala na okraji Valného shromáždění OSN v New Yorku společnou deklaraci zaměřenou na regulaci umělé inteligence. Signatářské státy v dokumentu zdůrazňují, že rozvoj této technologie musí zůstat pod přímým lidským dohledem, řízením a kontrolou. Zástupci zúčastněných národů zároveň navrhují vytvoření globálního dohledu, který by dohlížel na bezpečnostní rizika. Reagují tak na překotný vývoj takzvaných hraničních modelů umělé inteligence, které mohou představovat hrozbu pro globální bezpečnost.
Zdroj: Libor Novák