ИИ-инструмент, разработанный в Оксфорде, помогает астрономам находить сверхновые звезды среди космического "шума"

Как пишет Delo.ua, результаты опубликованы в The Astrophysical Journal, которые описаны также на сайте Оксфордского университета.

Руководитель исследования, доктор Элоиза Стеванс (физический факультет Оксфордского университета) отметила: "Самое удивительное – насколько мало данных для этого нужно. Лишь 15 000 примеров и мощности моего ноутбука хватило, чтобы научить "умные" алгоритмы делать тяжелую работу и автоматизировать то, что раньше занимало у людей часы ежедневной работы. Это доказывает, що под руководством экспертов ИИ может изменить астрономические открытия без необходимости в огромных массивах данных или суперкомпьютерах".

Поиск "иглы в космическом сене"

Сверхновые – редкие яркие взрывы, знаменующие смерть массивных звезд, события, помогающие ученым понять происхождение химических элементов. Эти взрывы возникают неожиданно по ночному небу, и их нужно успеть заметить до того, как они погаснут - по сути, это космическая игра "найди отличия".

Команда исследователей под руководством Оксфордского и Королевского университета Белфаста ищет такие явления с помощью системы Asteroid Terrestrial Impact Last Alert System (ATLAS). Первоначально созданная как система раннего предупреждения о столкновении с астероидами, ATLAS сканирует все видимое небо каждые 24–48 часов с помощью пяти телескопов по всему миру. Это проект NASA под руководством Гавайского университета, а Оксфорд отвечает за обработку данных по мощным взрывам за пределами нашей галактики.

Каждую ночь система формирует миллионы потенциальных сигналов, большинство из которых оказываются шумом (инструментальные погрешности или известные объекты).

Даже после применения стандартных методов фильтрации и автоматизированного анализа изображений у исследователей оставалось от 200 до 400 кандидатов в день, которые приходилось проверять вручную. Лишь немногие из них оказывались действительно интересными явлениями — сверхновыми или внегалактическими транзиентами (оптическими аналогами гамма-всплесков).

"Эта ручная проверка занимала несколько часов каждый день, — добавила доктор Стеванс. — Благодаря новому инструменту мы можем освободить время ученых для того, в чем они сильнейшие — креативного решения проблем и поиска ответов о природе Вселенной. Это астрофизический эквивалент того, будто бот стирает прачечную, а вы можете сосредоточиться на искусстве!"

Виртуальный научный ассистент

Новый инструмент получил название Virtual Research Assistant (VRA) – это набор автоматизированных ботов, имитирующих процесс принятия решений человеком, ранжая сигналы по вероятности того, что они являются реальными внегалактическими взрывами.

В отличие от многих подходов с использованием искусственного интеллекта, требующих огромных массивов обучающих данных и суперкомпьютеров, VRA применяет более "легкую" методологию. Вместо "ненасытных" нейросетей система использует меньшие алгоритмы на основе деревьев решений, которые ищут закономерности в выбранных характеристиках данных. Это позволяет научным работникам напрямую вносить свою экспертизу в модель и направлять алгоритмы на ключевые признаки для поиска.