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
Čína devastuje evropský chemický průmysl. Zasáhněte, než bude pozdě, žádají firmy EU
Vědci neskrývají nadšení. AI vytvořila vakcínu chránící před celou plejádou virů
Vědci , astronomie , vesmir
Aktuálně se děje
včera
Odstartoval filmový festival ve Varech. Hoffman si přišel pro Křišťálový glóbus
včera
Důchody dorazí kvůli svátkům později. Letos je to naposledy
včera
Hvězdy posunuly své týmy do osmifinále MS. Mexiko dál těší domácí fanoušky
včera
Tragická nehoda na Vysočině. Čelní střet kamionů nepřežil ani jeden z řidičů
včera
Policie prověřuje primáře z Děčína. Nahlásila ho nemocnice
včera
Je to tady zase. Lidé řeší, zda červencová volna ovlivní jejich nákupy
včera
Další překvapení na fotbalovém MS. Už v šestnáctifinále skončili Němci a Nizozemci
včera
Pavel poletí do Ankary, i když se to Babišovi nelíbí. Bude to stát miliony a bude sedět vzadu, reaguje Macinka
včera
Co bude dál s Hormuzským průlivem? Alternativní trasa selhala, světu nezbývá než čekat
včera
Kdo nahradí Zelenského? Hvězda Ukrajina potvrdila, že bude kandidovat na prezidenta
včera
Rusko může zaútočit na Polsko už letos, píše britský a polský tisk. Situace je vážná, přiznal Tusk
včera
Evropě hrozí další vlna extrémního počasí. Při té červnové umíraly tisíce lidí
včera
Jako 12 atomových bomb za vteřinu. Rychlost klimatických změn je ohromná, oceány jsou nejteplejší v historii
včera
Počasí opět zvýšilo riziko požárů. Hrozí především na Moravě
včera
Spojenci nám v Íránu nepomohli, stávající americká podpora NATO je absurdní, prohlásil Trump
včera
Bělorusko doporučilo svým občanům, aby necestovali do Ruska
včera
Po útoku na Kyjev už nejméně 30 mrtvých. Ukrajina poslala v odvetě rakety na Bělgorod
včera
Před sídlem OSN se zapálil muž držící tibetskou vlajku
včera
Teherán se chystá na obří akci pro miliony lidí, pohřeb Chameneího ale běžné Íránce nezajímá
včera
Počasí bude během prodlouženého červencového víkendu proměnlivé
První červencový víkend, který bude navíc prodloužený o pondělní státní svátek, se nezadržitelně blíží. Doprovázet ho nicméně má poměrně proměnlivé počasí. Teploty tentokrát zůstanou pod hranicí 30 stupňů, vyplývá z předpovědi Českého hydrometeorologického ústavu (ČHMÚ).
Zdroj: Jan Hrabě