ШІ аналізує просторово-часові викривлення в 10 мільйонів разів швидше, ніж поточні методи
Фракція секунди
Гравітаційне лінзування - цікаве явище. Мало того, що він демонструє властивості, пов'язані з невидимою темною матерією, гравітаційне лінзування є спотворенням або вигином простору-часу, яке було одним з передбачень в загальній теорії відносності Ейнштейна. Через їхню унікальність і того, що вони можуть розповісти нам про Всесвіт, астрономи продовжують вивчати зображення, що демонструють гравітаційне лінзування.
Щоб зробити це швидше, дослідники можуть звернутися до штучного інтелекту (AI). «Аналізи, які зазвичай займають від декількох тижнів до декількох місяців, що вимагають введення експертів, і які вимагають обчислювальних затрат, можуть виконуватися за допомогою нейронних мереж протягом половини секунди, повністю автоматизованим способом і, в принципі, на мобільному телефоні комп'ютерний чіп», - сказав в прес-релізі постдокторант Лоуренс Перре Левассер.
Levasseur є співавтором дослідження, опублікованого в Nature, в якому йде мова про робота команди з Інституту Кавлітікі з астрофізики і косметології частинок (KIPAC), спільні зусилля Національної лабораторії акселераторів SLAC Міністерства енергетики США та Стенфорда університет.
Дослідники використовували штучну нейронну мережу, навчену, будучи виставленим майже на півтора мільйона модельованих зображень гравітаційних лінз. Потім були показані фактичні зображення нових гравітаційних лінз, і він зміг проаналізувати спотворення в 10 мільйонів разів швидше, ніж традиційні методи.
Це важливо, тому що в той час як традиційний метод тижні або місяць просто аналізує один об'єктив з використанням комп'ютерних симуляцій і математичних моделей, те ж саме можна зробити ІІ менш ніж за півсекунди.
«Дивно, що нейронні мережі самі вивчають, які функції потрібно шукати», - сказав співавтор і науковий співробітник KIPAC Філ Маршалл. «Це можна порівняти з тим, як маленькі діти вчаться розпізнавати об'єкти. Ви не говорите їм точно, що таке собака; ви просто показуєте їм фотографії собак».
Переваги ШІ
Гравітаційне лінзування відбувається, коли світло від спостережуваного далекого джерела згинається або з'являється спотвореним через деякого розподілу речовини, зазвичай кластерів галактик, між джерелом і Землею. Це лінзування або спотворення простору-часу дає нам уявлення про те, як маса може бути розподілена в просторі, що також змінюється з плином часу.
Дослідження SLAC не в перший раз, коли дослідники звернулися до ІІ з метою вивчення гравітаційного лінзування. Попередні роботи включали наявність нейронної мережі, що ідентифікує, якщо зображення показало гравітаційне лінзування чи ні. Нове дослідження виходить за рамки цього. «Нейронні мережі, які ми тестували - три загальнодоступних нейронних мережі і той, який ми розробили самі, змогли визначити властивості кожної лінзи, в тому числі, як розподілялася її маса і наскільки вона збільшувала зображення фонової галактики», - наводить автор Яшар Хезаве пояснив в прес-релізі.
Цікаво, що дослідники також використовували одні й ті ж нейронні мережі, щоб з'ясувати невизначеності свого дослідження. Вони опублікували цю другу статтю в «астрофізичної журнальних листах».
Не доводиться сумніватися в тому, що системи ІІ навчені робити щось краще, ніж люди, будь то в древніх настільних іграх або сучасних відеоіграх. Ставши краще, ніж ми, в певних завданнях, ІІ може допомогти нам зробити кілька речей краще - будь то в управлінні автомобілями або в сприянні різним областям досліджень.
Література: Forbes, Nature, Національна лабораторія прискорювачів SLAC, Листи астрофізичного журналу
