طبقه‌بندی کهکشان‌ها به کمک هوش مصنوعی

به گزارش کارگروه فناوری اطلاعات سایبربان؛ اخترشناسان از هوش مصنوعی برای تصاویر بسیار دیدنی گرفته شده از جهان دور به‌وسیله تلسکوپ سوبارو (Subaru) استفاده کرده‌اند و برای پیدا کردن و طبقه‌بندی کهکشان‌های مارپیچی در آن تصاویر به دقت بسیار بالایی رسیده‌اند. پیش‌بینی می‌شود این روش در آینده با علوم شهروندی اکتشافات بیشتری را به همراه داشته باشد.

یک گروه تحقیقاتی، متشکل از ستاره‌شناسان، عمدتاً از رصدخانه ملی نجوم ژاپن (NAOJ)، از یک تکنیک یادگیری عمیق، یک نوع از هوش مصنوعی، برای طبقه‌بندی کهکشان‌ها در یک مجموعه داده بزرگ از تصاویر به دست آمده با تلسکوپ سوبارو استفاده کردند. به لطف حساسیت بالای این روش، تاکنون 560 هزار کهکشان در تصاویر شناسایی شده‌اند. پردازش بصری این تعداد زیاد از کهکشان‌ها، به‌صورت یک به یک و با چشم انسان برای طبقه‌بندی مورفولوژیکی بسیار دشوار خواهد بود. هوش مصنوعی باعث می‌شود تیم تحقیقاتی بتواند پردازش را بدون مداخله انسانی انجام دهد.

تکنیک‌های پردازش خودکار برای استخراج و داوری ویژگی‌هایی با الگوریتم‌های یادگیری عمیق از سال 2012 به سرعت توسعه یافته‌اند. در حال حاضر آنها معمولاً از نظر دقت از انسان‌ها پیشی گرفته‌اند و معمولاً برای وسایل نقلیه خودمختار، دوربین‌های امنیتی و بسیاری کاربردهای دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرند. کِن ایچی تاداکی (Ken-ichi Tadaki)، استادیار پروژه در رصدخانه ملی نجوم ژاپن این ایده را مطرح کرد که اگر هوش مصنوعی بتواند تصاویر گربه‌ها و سگ‌ها را طبقه‌بندی کند، باید بتواند کهکشان‌ها را نیز با الگوهای مارپیچی و بدون الگوهای مارپیچی تشخیص دهد. در حقیقت، هوش مصنوعی با استفاده از داده‌های آموزشی تهیه شده به‌وسیله انسان‌ها، مورفولوژی‌های کهکشان را با دقت 97.5 درصد طبقه‌بندی کرد؛ سپس با استفاده از هوش مصنوعی آموزش دیده در مجموعه داده‌های کامل، مارپیچ‌ها را در حدود 80 هزار کهکشان شناسایی کرد.

در حال حاضر، اثربخشی این روش اثبات شده است و می‌توان با آموزش هوش مصنوعی براساس تعداد قابل توجهی از کهکشان‌های طبقه‌بندی شده به‌وسیله انسان‌ها، کهکشان‌ها را در کلاس‌های مفصل‌تری طبقه‌بندی کرد. اکنون رصدخانه ملی نجوم ژاپن یک پروژه علمی-شهروندی به نام سفر کهکشانی (GALAXY CRUISE) اجرا می‌کند که در آن شهروندان تصاویر کهکشانی گرفته شده با تلسکوپ سوبارو را برای جستجوی ویژگی‌های پیشنهادی مبنی بر ادغام یا سقوط کهکشان‌ها بررسی می‌کنند. ماسایوکی تاناکا (Masayuki Tanaka)، مشاور این پروژه امید زیادی برای بررسی کهکشان‌ها با استفاده از هوش مصنوعی دارد و در این خصوص گفت :

«برنامه راهبردی سوبارو یک کلان داده جدی شامل تعداد زیادی کهکشان است؛ از نظر علمی، مقابله با چنین کلان داده‌هایی با همکاری ستاره‌شناسان و ماشین‌های شهروندی بسیار جالب خواهد بود. با استفاده از یادگیری عمیق در صدر طبقه‌بندی‌های انجام شده به‌وسیله دانشمندان شهروند در پروژه یاد شده، این احتمال وجود دارد که ما بتوانیم تعداد زیادی از کهکشان‌های تصادفی و ادغامی را پیدا کنیم.»