ШІ-інструмент, розроблений в Оксфорді, допомагає астрономам знаходити наднові зірки серед космічного "шуму"

Як пише Delo.ua, результати опубліковані в The Astrophysical Journal, які описані також на сайті Оксфордського університету.

Керівниця дослідження, докторка Елоїза Стеванс (фізичний факультет Оксфордського університету) зазначила: "Найдивовижніше — наскільки мало даних для цього потрібно. Лише 15 000 прикладів і потужності мого ноутбука вистачило, щоб навчити “розумні” алгоритми робити важку роботу й автоматизувати те, що раніше займало в людей години щоденної праці. Це доводить, що під керівництвом експертів ШІ може змінити астрономічні відкриття без необхідності у величезних масивах даних чи суперкомп’ютерах".

Пошук "голки в космічному сіні"

Наднові — рідкісні яскраві вибухи, що знаменують смерть масивних зірок, події, які допомагають ученим зрозуміти походження хімічних елементів. Ці вибухи виникають несподівано по нічному небу, і їх потрібно встигнути помітити до того, як вони згаснуть — по суті, це космічна гра "знайди відмінності".

Команда дослідників під керівництвом Оксфордського університету та Королівського університету Белфаста шукає такі явища за допомогою системи Asteroid Terrestrial Impact Last Alert System (ATLAS). Спочатку створена як система раннього попередження про зіткнення з астероїдами, ATLAS сканує все видиме небо кожні 24–48 годин за допомогою п’яти телескопів по всьому світу. Це проєкт NASA під керівництвом Гавайського університету, а Оксфорд відповідає за обробку даних щодо потужних вибухів за межами нашої галактики.

Щоночі система формує мільйони потенційних сигналів, більшість із яких виявляються шумом (інструментальні похибки або відомі об’єкти).

Навіть після застосування стандартних методів фільтрації та автоматизованого аналізу зображень у дослідників залишалося від 200 до 400 кандидатів щодня, які доводилося перевіряти вручну. Лише небагато з них виявлялися справді цікавими явищами — надновими або позагалактичними транзієнтами (оптичними аналогами гамма-сплесків).

"Ця ручна перевірка займала кілька годин щодня, — додала докторка Стеванс. — Завдяки новому інструменту ми можемо звільнити час учених для того, у чому вони найсильніші — креативного розв’язання проблем і пошуку відповідей про природу Всесвіту. Це астрофізичний еквівалент того, ніби бот пере пральню, а ви можете зосередитися на мистецтві!"

Віртуальний науковий асистент

Новий інструмент отримав назву Virtual Research Assistant (VRA) — це набір автоматизованих ботів, які імітують процес прийняття рішень людиною, ранжуючи сигнали за ймовірністю того, що вони є реальними позагалактичними вибухами.

На відміну від багатьох підходів з використанням штучного інтелекту, які потребують величезних масивів навчальних даних і суперкомп’ютерів, VRA застосовує більш "легку" методологію. Замість "ненаситних" нейромереж система використовує менші алгоритми на основі дерев рішень, які шукають закономірності у вибраних характеристиках даних. Це дозволяє науковцям безпосередньо вносити свою експертизу в модель і спрямовувати алгоритми на ключові ознаки для пошуку.