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
Vědci: Bakterie umí odbourávat cholesterol, mohou chránit před srdečními chorobami
Zemřel britský vědec Peter Higgs. Předpověděl existenci částice nesoucí jeho jméno
Vědci , astronomie , vesmir
Aktuálně se děje
včera
Do čela Sokola byl zvolen Martin Chlumský
včera
Vědce znepokojuje další nemoc. Ptačí chřipka se šíří u krav, přenesla se i na člověka
včera
Finský poslanec střílel opilý před nočním klubem. Policie ho zadržela
včera
VIDEO: Ukrajinci zaútočili na mezinárodní letiště v Moskvě
včera
Šéf ukrajinské armády přiznal, že situace na frontě se neustále zhoršuje
včera
Dopady změn počasí jsou stále ničivější. Prohlubují konflikty, ničí lidem životy, varuje UNHCR
včera
Kreml o mírových jednáních s Ukrajinou: Jednu věc je třeba vzít v úvahu
včera
WSJ: Putin pravděpodobně nenařídil vraždu Alexeje Navalného
včera
Dohoda, nebo útok na Rafah. Izrael dal Hamásu poslední šanci
včera
Misky vah se naklání. Rutte si získává podporu Turecka, v cestě do křesla šéfa NATO mu ale stojí další země
včera
Babišovo ANO opět prachsprostě lže. Tentokrát o důchodech
včera
Hamás zvažuje izraelský protinávrh na příměří v Pásmu Gazy a propuštění rukojmí
včera
Ukrajinské drony údajně zasáhly dvě ruské ropné rafinerie
včera
Rusko údajně sestřelilo desítky dronů z Ukrajiny
včera
Biden se postaví Trumpovi? Chce se s ním setkat tváří v tvář
včera
OSN spočítala, jak dlouho potrvá renovace Pásma Gazy
včera
Rusové provedli další útoky na energetickou infrastrukturu Ukrajiny
včera
Bez Číny by invaze na Ukrajinu byla pro Rusko náročná, zní z USA
včera
Předpověď počasí: Bude tepleji a beze srážek, míní meteorologové
včera
Ukrajina dostane od Španělska rakety Patriot
Španělsko pošle na Ukrajinu rakety Patriot. Na videokonferenci mezinárodní Kontaktní skupiny pro podporu Ukrajiny to dnes oznámila španělská ministryně obrany Margarita Roblesová. Informoval španělsky list El País v reakci na tlak spojenců z EU a NATO.
Zdroj: Julie Jarošová