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 39 minutami
Policie obvinila exministra Pavla Blažka v bitcoinové kauze
před 1 hodinou
Vláda schválila obnovení povinného EET. Vrací také školkovné
před 2 hodinami
Trump stupňuje tlak na OSN. Už tak čelí bezprostřednímu finančnímu kolapsu varuje Guterres
před 2 hodinami
Trumpův Projekt Svoboda vyvolává mezi experty řadu otázek. Íránu ale výrazně uškodí
před 3 hodinami
Babiš zpražil Turka: Kdyby měl podobnou rétoriku jako ministr, ve vládě by nezůstal
před 4 hodinami
Bývalý starosta New Yorku Rudy Giuliani je v nemocnici v kritickém stavu
před 5 hodinami
Není kam utéct. Na palubě turistické lodi se šíří smrtelný virus
před 6 hodinami
Trump zahájil Projekt Svoboda. Armáda bude vyvádět uvízlá plavidla z Hormuzského průlivu
před 7 hodinami
Předčasné letní počasí definitivně ukončilo zimu v Česku
včera
Trump slíbil zrušení cel na whiskey. Zásluhy připsal králi Karlovi
včera
Čeká Real Madrid velký fotbalový návrat? Šéf klubu si přeje příchod trenéra Mourinha
včera
Vracím České televizi peníze, přiznal novinář Moravec
včera
Kupka se opřel do Babiše kvůli novému zmocněnci Landovskému
včera
Počasí se po víkendu změní, i když ne hned. Dorazí i kýžené srážky
včera
Hasiči hasí požár v Českém Švýcarsku na několika úsecích. Počasí vše komplikuje
včera
Spotify se snaží upozornit na hudbu od AI. Experti ale varují
včera
Vojáků stáhneme mnohem víc, vzkázal Trump do Německa
včera
Je to politická akce, nikoliv vojenské cvičení, odmítl Macinka účast Pavla na summitu NATO
včera
Německo poprvé zareagovalo na ohlášené stažení tisíců amerických vojáků
včera
Nové varování před požáry. Meteorologové rozšířili výstrahu
Meteorologové v neděli v novém znění zopakovali výstrahu před vznikem a šířením požárů. Konkrétně prodloužili její platnost a rozšířili oblast, které se nebezpečí týká, na celé Čechy s výjimkou západních a celou Moravu i Slezsko.
Zdroj: Jan Hrabě