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
Víme, co pijeme? Vědce znepokojil nový objev, čistírny vody v jednom případě nedokáží zničit viry a bakterie
Největší biologická konference OSN v historii skončila fiaskem. Politikům je příroda ukradená, tvrdí vědci
Vědci , astronomie , vesmir
Aktuálně se děje
včera
Ceny energií se příští rok změní. Distributoři zveřejnili nové ceníky
včera
Rusko na Ukrajině postupuje. Hlásí další úspěch u Doněcku i v Charkovské oblasti
včera
Válečný zločin. Izrael se podle HRW dopouští etnické čistky
včera
Ministr Válek je po operaci nádoru prostaty
včera
Trump může boj s oteplováním omezit. Firmy se ale nedají, tvrdí Bidenův člověk
včera
Rusko je ochotno s Trumpem jednat o ukončení války na Ukrajině. Má ale podmínku
včera
Jak rychle se mění počasí? Za tři roky zmizelo v jediné zemi tisíc ledovců
včera
Evropu čekají těžké dny, říká ke zvolení nepředvídatelného Trumpa publicista Marjanovič
včera
Peking se obává Trumpova hněvu. Lídři z celého světa míří na dva významné summity plní nejistoty
včera
Izrael začal radit Trumpovi, co má dělat
včera
Kde sehnat bilion dolarů na boj s extrémním počasím? V hlavách lídrů se rodí plán
včera
COP29: Změna klimatu je podle Argentiny socialistická lež. Alijev obvinil Macrona ze zabíjení lidí
včera
Ukrajina má být „měsíce“ od vývoje vlastní jaderné zbraně. Kyjev zareagoval
včera
Počasí se otepluje rychleji, než se čekalo? Nové výpočty vědců ukazují, že lidstvo v boji s oteplováním selhalo
včera
V uzavřeném dole trpí hlady tisíce horníků. Pomoc jim nepošleme, vzkazuje jihoafrická vláda
včera
O počasí nám nejde, ale využijeme ho. Politico zmapovalo, jak Slovensko či Maďarsko zneužily COP29
včera
"Ruská válečná loď, jdi do p**ele." Výrokem ukrajinské armády se zabýval i Evropský soudní dvůr
včera
Izrael porušil 50 let starou dohodu. Potají mění nárazníkovou zónu
včera
Chudé státy potřebují na změny počasí bilion dolarů ročně. Zaplaťte hned, nebo bude hůř, vyzvali experti svět
včera
Dominika Feriho převezli zpět do vězení. Ke zranění mělo dojít jinak
Exposlanec Dominik Feri, který si odpykává tříletý trest odnětí svobody za znásilnění dvou dívek a jeden další pokus o znásilnění, je zpátky v teplické nemocnici. V uplynulých dnech ji vyměnil za prostředí vězeňské nemocnice v Praze na Pankráci, protože panovaly obavy z možné nákazy virem HIV.
Zdroj: Jan Hrabě