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.
21. března 2024 21:49
Klesající porodnost dělá vědcům starosti. Zjistili, co se do konce století stane
Související
Klesající porodnost dělá vědcům starosti. Zjistili, co se do konce století stane
Vědci jsou na stopě metodě, jak léčit Alzheimerovu chorobu
Vědci , astronomie , vesmir
Aktuálně se děje
před 20 minutami
ANO vyzvalo vládu, aby zveřejnila částku, kterou Česko přispěje na nákup munice pro Ukrajinu
před 29 minutami
Miloš Zeman chce na Slovensko, ale zůstává v Motole. Zdravotní stav se zlepšuje
před 52 minutami
I kdybychom zastavili změny počasí, některé ledovce už nezachráníme, varují vědci v nové zprávě
před 1 hodinou
Aktuální počasí: Silný vítr doprovodí studenou frontu, platí výstraha
před 1 hodinou
Naše vojáky na Ukrajině nechceme, řekli rozhodně Poláci. Jednotky NATO taky ne
před 1 hodinou
Rusko vyslalo na Ukrajinu další rakety a drony. 26 jich armáda sestřelila
před 2 hodinami
Otevírací doba obchodů o Velikonocích. Zatím není třeba s nákupem spěchat
před 2 hodinami
Dnes je Zelený čtvrtek, významný den spojený s Poslední večeří
před 2 hodinami
Změna času ovlivní i noční vlaky. České dráhy upozorňují na zpoždění
před 3 hodinami
OSN zjistila, kolik jídla lidé vyhodí do koše. Mluví o "globální tragédii"
před 3 hodinami
Už žádný Xbox a PlayStation. Putin nařídil vládě, aby vymyslela, jak vyrobit vlastní herní konzole
před 3 hodinami
Orbán má nového nepřítele. Jeho někdejší člověk odstartoval korupční kauzu ve vládních kruzích
před 4 hodinami
Princezna Kate způsobila šok i lidem ze svého okolí, zní z Británie
před 4 hodinami
Putin promluvil o napadení Česka a Polska
před 5 hodinami
Teplé počasí dlouho nevydrží. Po Velikonocích se ochladí
včera
Netanjahu vysvětlil, proč po rozhodnutí RB OSN zrušil návštěvu USA
včera
Vyhořelá katedrála Notre-Dame se otevře návštěvníkům ještě letos, tvrdí Paříž
včera
Ministerstvo shání další vakcíny proti černému kašli. Zájem je extrémní
včera
Kia EV9 slaví dvojnásobné vítězství v soutěži World Car Awards 2024
včera
Česko dá další peníze na munici pro Ukrajinu, rozhodla Fialova vláda
Prezenční studenti v doktorském studijním programu na vysoké škole by měli mít zákonem garantovaný příjem, který bude vyšší než minimální mzda. Počítá s tím návrh novely zákona o vysokých školách, který odsouhlasila vláda na středečním jednání. Projednala také návrh nového zákona o integračním sociálním podniku a schválila další příspěvek na dodávky munice Ukrajině v rámci tzv. české iniciativy.
Zdroj: Jan Hrabě