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 1 hodinou
Dva ze čtyř už někdy vyhráli. StarDance představuje tanečníky pro letošní řadu
před 2 hodinami
Karel III. bude na návštěvě USA pod tlakem. Epsteinovy oběti chtějí konfrontaci
před 3 hodinami
Počasí se má v týdnu ještě vylepšovat, slibuje aktuální předpověď
před 4 hodinami
Babiš napsal dopis do Bruselu. Vláda schválila novely zákonů o dokladech
před 4 hodinami
Slovenské cíle se nemění. Fico reagoval na Orbánovu volební porážku
před 5 hodinami
Zemřel legendární kapelník Václav Hybš
před 6 hodinami
Nad Česko doputoval prach ze Sahary. Může i ovlivnit počasí
před 7 hodinami
Kam se poděl Szijjártó? Od voleb se na veřejnosti neobjevil, jeho letadlo odletělo do Afriky
před 7 hodinami
Magyar: Szijjártó běžel po volbách na ministerstvo skartovat dokumenty. Omezíme výkon funkce premiéra
před 8 hodinami
Na uvolnění Hormuzského průlivu se bude podílet i Británie, prohlásil Trump. Podle Londýna je to úplně jinak
před 9 hodinami
Babišova vláda schválila zákon, který má pomoci s regulací cen pohonných hmot
před 9 hodinami
Rusové, jděte domů, hřmělo o víkendu Budapeští. Největším vítězem voleb je Ukrajina, míní experti
před 10 hodinami
Je hrozný a slabý, zaútočil Trump na papeže Lva. Ten promptně zareagoval
před 11 hodinami
VIDEO: Novináři se zeptali Trumpa na hodnocení voleb v Maďarsku. Urazil se a odešel
před 12 hodinami
Maďarsko po Orbánovi: Péter Magyar slibuje návrat k evropským hodnotám
před 12 hodinami
Cena ropy po Trumpově oznámení opět poskočila. Znovu překonala hranici 100 dolarů za barel
před 13 hodinami
Neliberální demokracie, nebo národní konzervatismus? Skončila Orbánova éra, kterou nikdo nedokázal pojmenovat
před 14 hodinami
Volby v Maďarsku rezonují světem. Podle Kremlu urychlí rozpad EU, v USA se mluví o prohře Trumpa
před 15 hodinami
Co má za lubem? Experti vysvětlili, proč Trump nařídil blokaci Hormuzského průlivu
před 15 hodinami
Magyar nesmí zklamat, konstatoval Babiš v gratulaci vítězi voleb
Čeští politici v posledních hodinách reagovali na výsledky parlamentních voleb v Maďarsku, kde končí éra Viktora Orbána v premiérském úřadu. Premiér Andrej Babiš (ANO) poblahopřál Peteru Magyarovi k vítězství a vyzval ho ke konstruktivní spolupráci obou zemí.
Zdroj: Jan Hrabě