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
Do roku 2050 téměř vymře třetina známých druhů zvířat, varují vědci. Vytváří obří biotrezor
Nejvýznamnější vědecké objevy uplynulého roku: Prosakování zlata a bujarý život na místě, kam Slunce nedosáhne
Vědci , astronomie , vesmir
Aktuálně se děje
před 37 minutami
Počasí se citelně ochladí. O víkendu se vrátí silné mrazy
včera
Zelenskyj popřel spekulace, že chce vyhlásit termín voleb nebo referendum o mírové dohodě
včera
Vonnová má za sebou tři operace. Její otec má o její budoucnosti jasno
včera
Bílý dům smazal Vanceův příspěvek na sociálních sítích
včera
Netanjahu opět míří za Trumpem. Už se s ním setkal vícekrát než jakýkoliv jiný lídr
včera
Ideologie ustupuje, prim hrají peníze. Ukrajinci, kteří zrazují svou vlast, končí na dlouhé roky ve vězení
včera
Olympijský debut na jedničku. Vinklárková nejlepší Češkou ve vytrvalostním závodě, vyhrála Simonová
Aktualizováno včera
Tragická střelba v Kanadě. Terčem se stala škola, devět mrtvých
včera
Epidemické šíření chřipky v Česku. Odborníci vyhlížejí snižování aktivity
včera
Babiš v Rakousku a na Slovensku. S Ficem a Stockerem řešil evropské priority
včera
Extrémní počasí ve Španělsku. Padají rekordy, zemi trápí povodně
včera
Dobrá zpráva z Milána. Sáblíková se rozhodla nastoupit do příštího závodu
včera
Zapsaly se do historie. Ženy, které obětovaly život pro vědu
včera
Fiala prozradil, jak bude pokračovat jeho politická kariéra
včera
Klempíř se s umělci na ničem neshodl. Cibulka a Jagelka s ním uzavřeli sázku
včera
Pavel odhalil svůj program na Mnichovské konferenci. Jede tam i Macinka
včera
Napadení v Chrudimi. Osoby se znaly, kriminalisté vyšetřují případ jako vraždu
včera
Trump před lety mluvil s policií o Epsteinovi, odhalil dokument FBI
včera
Poslední rozloučení s Brejchovou má termín. Bude bez státních poct
včera
Lyžařskou kombinaci vyhrály Rakušanky, vrátila se Vlhová. V boulích se představil Kroupa
V úterý již čtvrtým soutěžním dnem pokračovaly 25. hry zimní olympiády. Závodilo se například na svahu v Bormiu v týmové lyžařské kombinace kombinující sjezd a slalom. Zatímco v pondělí v tomto specifickém závodu závodili muži, nyní se ke slovu dostaly ženy. Česká republika měla ve startovním poli hned čtyři ve dvou dvojicích – první pár Martina Dubovská-Barbora Nováková skončil šestnáctý, druhý český pár Elisa Maria Negriová-Alena Labaštová dojel na osmnáctém místě. Závod před Němkami a Američankami vyhrály Rakušanky Ariane Rädlerová a Katharina Huberová. Tento závod byl sledován i proto, že se v něm po dvou letech představila i Slovenka Petra Vlhová. V jízdě v boulích se pak představil Čech Matyáš Kroupa, kterému se ale zatím z kvalifikace do finále postoupit nepodařilo.
Zdroj: David Holub