Tib lub thev naus laus zis uas tsav lub ntsej muag lees paub thiab lub tsheb tsav tus kheej yuav sai sai no yog lub cuab yeej tseem ceeb hauv kev qhib qhov zais zais ntawm lub ntiaj teb.
Kev txhim kho tsis ntev los no hauv kev soj ntsuam astronomy tau ua rau muaj kev tawg ntawm cov ntaub ntawv.
Lub koob yees duab muaj zog sau cov ntaub ntawv terabytes txhua hnub. Txhawm rau ua cov ntaub ntawv ntau, cov kws tshawb fawb yuav tsum nrhiav txoj hauv kev tshiab los ua kom muaj ntau yam haujlwm hauv thaj chaw, xws li ntsuas hluav taws xob thiab lwm yam xwm txheej saum ntuj ceeb tsheej.
Ib txoj haujlwm tshwj xeeb uas cov kws tshawb fawb astronomers xav ua kom nrawm yog kev faib cov galaxies. Hauv tsab xov xwm no, peb yuav mus dhau vim li cas kev faib cov galaxies tseem ceeb heev thiab yuav ua li cas cov kws tshawb fawb tau pib tso siab rau cov txheej txheem kev kawm tshuab qib siab kom ntsuas raws li qhov ntim ntawm cov ntaub ntawv nce.
Vim li cas peb thiaj yuav tsum faib cov galaxies?
Kev faib tawm ntawm galaxies, paub hauv thaj teb li galaxy morphology, pib hauv xyoo pua 18th. Lub sijhawm ntawd, Sir William Herschel tau pom tias ntau yam 'nebuale' tuaj nyob rau hauv ntau hom. Nws tus tub John Herschel tau txhim kho ntawm qhov kev faib tawm no los ntawm kev sib txawv ntawm galactic nebulae thiab non-galactic nebulae. Qhov kawg ntawm ob qhov kev faib tawm no yog qhov peb paub thiab xa mus rau galaxies.
Txog rau thaum xaus ntawm lub xyoo pua 18th, ntau tus astronomers tau kwv yees tias cov khoom no cosmic yog "extra-galactic", thiab lawv nyob sab nraum peb tus Milky Way.
Hubble tau qhia txog kev faib tawm tshiab ntawm galaxies hauv xyoo 1925 nrog kev qhia txog Hubble ib ntus, hu ua Hubble tuning-fork daim duab.
Hubble qhov sib lawv liag tau faib cov galaxies rau hauv cov galaxies tsis tu ncua thiab tsis tu ncua. Cov galaxies tsis tu ncua tau muab faib ua peb pawg dav: Ellipticals, spirals, thiab lenticular.
Txoj kev kawm ntawm galaxies muab peb kev nkag siab txog ntau yam tsis meej pem ntawm lub ntiaj teb ua haujlwm li cas. Cov kws tshawb fawb tau siv ntau hom galaxies los theorize txog cov txheej txheem tsim lub hnub qub. Siv cov simulations, cov kws tshawb fawb kuj tau sim ua qauv li cas galaxies lawv tus kheej tsim rau hauv cov duab uas peb saib niaj hnub no.
Automated Morphological Classification ntawm Galaxies
Kev tshawb fawb txog kev siv tshuab kev kawm los faib cov galaxies tau pom cov txiaj ntsig tau zoo. Xyoo 2020, cov kws tshawb fawb los ntawm National Astronomical Observatory ntawm Nyiv siv a kev kawm tob los faib cov galaxies kom raug.
Cov kws tshawb fawb tau siv cov ntaub ntawv loj ntawm cov duab tau los ntawm Subaru / Hyper Suprime-Cam (HSC) Kev Tshawb Fawb. Siv lawv cov txheej txheem, lawv tuaj yeem faib cov galaxies rau hauv S-wise spirals, Z-wise spirals, thiab non-spirals.
Lawv cov kev tshawb fawb pom tau qhov zoo ntawm kev sib txuas cov ntaub ntawv loj los ntawm telescopes nrog kawm tob cov txheej txheem. Vim yog cov neural nets, astronomers tam sim no tuaj yeem sim cais lwm hom morphology xws li tuav, kev sib koom ua ke, thiab cov khoom siv lensed. Piv txwv li, ntsig txog kev tshawb fawb los ntawm MK Cavanagh thiab K. Bekki siv CNNs los tshawb xyuas cov kab tsim hauv kev sib koom ua ke galaxies.
Yuav ua li cas Nws Tej hauj lwm
Cov kws tshawb fawb los ntawm NAOJ tso siab rau kev sib txuas lus neural networks los yog CNNs los faib cov duab. Txij li xyoo 2015, CNNs tau dhau los ua cov txheej txheem muaj tseeb heev los faib qee yam khoom. Cov ntawv thov hauv ntiaj teb tiag tiag rau CNNs suav nrog kev kuaj pom lub ntsej muag hauv cov duab, tsheb tsav tus kheej, kev sau tus cwj pwm, thiab kev kho mob kev tsom xam.
Tab sis CNN ua haujlwm li cas?
CNN belongs rau chav kawm ntawm cov txheej txheem kev kawm tshuab hu ua classifier. Classifiers tuaj yeem nqa qee cov tswv yim thiab tso tawm cov ntaub ntawv taw qhia. Piv txwv li, tus neeg saib xyuas txoj kev kos npe yuav muaj peev xwm coj mus rau hauv cov duab thiab tso tawm seb daim duab puas yog ib qho kev kos npe los yog tsis.
CNN yog ib qho piv txwv ntawm a neural network. Cov neural networks no yog tsim los ntawm neurons koom ua ke Txheej. Thaum lub sijhawm kev cob qhia, cov neurons no tau kho kom haum rau qhov hnyav thiab kev tsis ncaj ncees uas yuav pab daws qhov teeb meem kev faib tawm uas xav tau.
Thaum ib tug neural network tau txais ib daim duab, nws yuav siv sij hawm nyob rau hauv me me cheeb tsam ntawm daim duab es tsis yog txhua yam raws li ib tug tag nrho, Txhua tus neeg neuron cuam tshuam nrog lwm cov neurons raws li nws yuav siv sij hawm nyob rau hauv ntau seem ntawm lub ntsiab duab.
Lub xub ntiag ntawm convolutional khaubncaws sab nraud povtseg ua rau CNN txawv los ntawm lwm yam neural networks. Cov khaubncaws sab nraud povtseg scan sib tshooj ntawm pixels nrog lub hom phiaj ntawm kev txheeb xyuas cov yam ntxwv ntawm cov duab nkag. Txij li thaum peb txuas cov neurons uas nyob ze ua ke, lub network yuav muaj lub sijhawm yooj yim nkag siab cov duab raws li cov ntaub ntawv nkag mus los ntawm txhua txheej.
Kev siv hauv Galaxy Morphology
Thaum siv hauv kev faib cov galaxies, CNNs rhuav tshem cov duab ntawm lub galaxy rau hauv me me "patches". Siv me ntsis lej, thawj txheej txheej yuav sim daws seb lub thaj puas muaj kab lossis nkhaus. Cov khaubncaws sab nraud povtseg ntxiv yuav sim daws cov lus nug nyuaj ntxiv xws li seb lub thaj puas muaj cov yam ntxwv ntawm cov kauv galaxy, xws li lub xub ntiag ntawm caj npab.
Thaum nws yog ib qho yooj yim los txiav txim siab seb ib feem ntawm cov duab muaj ib txoj kab ncaj nraim, nws yuav nyuaj dua los nug seb cov duab puas qhia cov kauv galaxy, cia nyob ib leeg yam hom kauv galaxy.
Nrog neural tes hauj lwm, tus classifier pib nrog random cov cai thiab cov txheej txheem. Cov kev cai no maj mam ua ntau dua thiab meej thiab cuam tshuam rau qhov teeb meem peb tab tom sim daws. Thaum kawg ntawm theem kev cob qhia, lub neural network tam sim no yuav tsum muaj lub tswv yim zoo ntawm cov yam ntxwv zoo li cas los nrhiav hauv daim duab.
Txuas AI siv Citizen Science
Kev tshawb fawb pej xeem yog hais txog kev tshawb fawb tshawb fawb los ntawm cov kws tshawb fawb amateur lossis cov tswv cuab pej xeem.
Cov kws tshawb fawb kawm txog astronomy feem ntau koom tes nrog cov kws tshawb fawb pej xeem los pab ua kom muaj kev tshawb pom tseem ceeb dua. NASA tuav a daim ntawv teev ntawm kaum ob ntawm pej xeem kev tshawb fawb tej yaam num uas leej twg muaj lub xov tooj ntawm tes los yog laptop yuav pab tau.
Lub National Astronomical Observatory ntawm Nyiv kuj tau tsim ib txoj haujlwm kev tshawb fawb pej xeem hu ua Galaxy Cruise. Txoj kev pib qhia cov neeg tuaj yeem pab dawb los faib cov galaxies thiab nrhiav cov cim qhia txog kev sib tsoo ntawm galaxies. Lwm qhov project pej xeem hu ua Galaxy Zoo twb tau txais ntau dua 50 lab kev faib tawm hauv thawj xyoo ntawm kev tshaj tawm.
Siv cov ntaub ntawv los ntawm pej xeem kev tshawb fawb tej yaam num, peb ua tau cob qhia neural networks kom faib cov galaxies rau hauv cov chav kawm kom ntxaws ntxiv. Peb kuj tuaj yeem siv cov ntawv pov thawj pej xeem no los nrhiav galaxies nrog cov yam ntxwv nthuav. Cov yam ntxwv xws li lub nplhaib thiab lo ntsiab muag tseem yuav nyuaj rau nrhiav tau siv lub neural network.
xaus
Neural network cov tswv yim tau dhau los ua neeg nyiam nyob rau hauv thaj chaw ntawm astronomy. Lub tso tawm ntawm NASA's James Webb Space Telescope hauv 2021 cog lus rau lub sijhawm tshiab ntawm kev soj ntsuam hnub qub. Lub koob yees duab twb tau sau terabytes ntawm cov ntaub ntawv, muaj peev xwm ntau txhiab ntxiv ntawm txoj kev hauv nws txoj haujlwm tsib xyoos lub neej.
Kev faib cov galaxies tsuas yog ib qho ntawm ntau lub peev xwm ua haujlwm uas tuaj yeem suav nrog ML. Nrog rau qhov chaw cov ntaub ntawv ua tiav los ua nws cov teeb meem loj Cov ntaub ntawv, cov kws tshawb fawb yuav tsum ntiav cov tshuab kev kawm qib siab kom nkag siab cov duab loj.
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