L-istess teknoloġija li tmexxi r-rikonoxximent tal-wiċċ u l-karozzi li jsuqu waħedhom jistgħu dalwaqt ikunu strument ewlieni biex jinfetħu s-sigrieti moħbija tal-univers.
Żviluppi reċenti fl-astronomija ta’ osservazzjoni wasslu għal splużjoni ta’ data.
Teleskopji b'saħħithom jiġbru terabytes ta 'data kuljum. Biex jipproċessaw dik id-dejta, ix-xjenzati jeħtieġ li jsibu modi ġodda biex awtomatizzati diversi kompiti fil-qasam, bħall-kejl tar-radjazzjoni u fenomeni ċelesti oħra.
Kompitu partikolari li l-astronomi huma ħerqana li jħaffu huwa l-klassifikazzjoni tal-galassji. F'dan l-artikolu, se ngħaddu għaliex il-klassifikazzjoni tal-galassji hija daqshekk importanti u kif ir-riċerkaturi bdew jiddependu fuq tekniki avvanzati ta 'tagħlim tal-magni biex jiżdiedu hekk kif il-volum tad-dejta jiżdied.
Għaliex għandna bżonn nikklassifikaw il-galassji?
Il-klassifikazzjoni tal-galaxies, magħrufa fil-qasam bħala morfoloġija tal-galaxie, oriġinat fis-seklu 18. F’dak iż-żmien, Sir William Herschel osserva li diversi ‘nebulosi’ ġew f’diversi forom. Ibnu John Herschel tejjeb din il-klassifikazzjoni billi għamel distinzjoni bejn nebulosi galattiċi u nebulosi mhux galattiċi. L-aħħar minn dawn iż-żewġ klassifikazzjonijiet huma dak li nafu u nirreferu għalihom bħala galassji.
Lejn l-aħħar tas-seklu 18, diversi astronomi spekulaw li dawn l-oġġetti kożmiċi kienu "extra-galattiċi", u li jinsabu barra l-Mixja tal-Ħalib tagħna stess.
Hubble introduċa klassifikazzjoni ġdida tal-galassji fl-1925 bl-introduzzjoni tas-sekwenza Hubble, magħrufa informalment bħala d-dijagramma tat-tuning-fork Hubble.
Is-sekwenza ta’ Hubble qasmet il-galassji f’galassji regolari u irregolari. Il-galassji regolari ġew maqsuma aktar fi tliet klassijiet wesgħin: Ellittiċi, spirali, u lentikulari.
L-istudju tal-galassji jagħtina ħarsa lejn diversi misteri ewlenin ta 'kif jaħdem l-univers. Ir-riċerkaturi użaw il-forom differenti ta’ galassji biex jitteorizzaw dwar il-proċess tal-formazzjoni tal-istilel. Permezz ta’ simulazzjonijiet, ix-xjenzati ppruvaw ukoll jimmudellaw kif il-galassji nfushom jiffurmaw fil-forom li nosservaw illum.
Klassifikazzjoni Morfoloġika Awtomatizzata tal-Galaxies
Ir-riċerka dwar l-użu tat-tagħlim tal-magni biex tikklassifika l-galassji wriet riżultati promettenti. Fl-2020, riċerkaturi mill-Osservatorju Astronomiku Nazzjonali tal-Ġappun użaw a teknika ta’ tagħlim profond biex tikklassifika l-galassji b'mod preċiż.
Ir-riċerkaturi użaw dataset kbir ta 'immaġini miksuba mill-Istħarriġ Subaru/Hyper Suprime-Cam (HSC). Bl-użu tat-teknika tagħhom, jistgħu jikklassifikaw il-galassji fi spirali S-wise, spirali Z-wise, u mhux spirali.
Ir-riċerka tagħhom wriet il-vantaġġi li jgħaqqdu data kbira minn teleskopji ma ' tagħlim fil-fond tekniki. Minħabba x-xbieki newrali, l-astronomi issa jistgħu jippruvaw jikklassifikaw tipi oħra ta 'morfoloġija bħal bars, għaqdiet, u oġġetti b'lenti qawwija. Pereżempju, riċerka relatata minn MK Cavanagh u K. Bekki użaw CNNs biex jinvestigaw formazzjonijiet tal-bar fl-għaqda tal-galassji.
Kif Taħdem
Ix-xjentisti mill-NAOJ qagħdu fuq konvoluzzjonali netwerks newrali jew CNNs biex jikklassifikaw immaġini. Mill-2015, is-CNNs saru teknika estremament preċiża biex tikklassifika ċerti oġġetti. L-applikazzjonijiet fid-dinja reali għas-CNNs jinkludu skoperta tal-wiċċ fl-immaġini, karozzi li jsuqu waħedhom, rikonoxximent tal-karattri miktuba bl-idejn, u mediċi analiżi ta' xbihat.
Imma kif jaħdem CNN?
CNN jappartjeni għal klassi ta 'tekniki ta' tagħlim bil-magni magħrufa bħala klassifikatur. Il-klassifikaturi jistgħu jieħdu ċertu input u output punt tad-dejta. Pereżempju, klassifikatur ta 'sinjali tat-toroq ikun jista' jieħu immaġni u joħroġ jekk l-immaġni hijiex sinjal tat-triq jew le.
A CNN huwa eżempju ta 'a newrali netwerk. Dawn in-netwerks newrali huma komposti minn newroni organizzati fi saffi. Matul il-fażi tat-taħriġ, dawn in-newroni huma rranġati biex jadattaw piżijiet u preġudizzji speċifiċi li jgħinu biex issolvi l-problema tal-klassifikazzjoni meħtieġa.
Meta netwerk newrali jirċievi immaġni, jieħu f'żoni żgħar tal-immaġni aktar milli kollox kollu kemm hu, Kull newron individwali jinteraġixxi ma 'newroni oħra kif jieħu f'diversi sezzjonijiet tal-immaġni prinċipali.
Il-preżenza ta 'saffi konvoluzzjonali tagħmel CNN differenti minn netwerks newrali oħra. Dawn is-saffi jiskennjaw blokki ta 'pixels li jikkoinċidu bil-għan li jidentifikaw karatteristiċi mill-immaġni tal-input. Peress li aħna ngħaqqdu n-newroni li huma qrib xulxin, in-netwerk ikollu aktar faċli biex jifhem l-istampa hekk kif id-dejta tal-input tgħaddi minn kull saff.
Użu fil-Morfoloġija tal-Galaxy
Meta jintużaw fil-klassifikazzjoni tal-galassji, is-CNNs ikissru immaġni ta 'galaxie f'"garża" iżgħar. Bl-użu ta 'ftit matematika, l-ewwel saff moħbi se jipprova jsolvi jekk il-garża fihx linja jew kurva. Aktar saffi se jippruvaw isolvu mistoqsijiet dejjem aktar kumplessi bħal jekk l-impjastru fihx karatteristika ta 'galaxie spirali, bħall-preżenza ta' driegħ.
Filwaqt li huwa relattivament faċli li jiġi ddeterminat jekk sezzjoni ta 'immaġni fiha linja dritta, isir dejjem aktar kumpless li wieħed jistaqsi jekk l-immaġni turix galaxie spirali, aħseb u ara x'tip ta' galaxie spirali.
B'netwerks newrali, il-klassifikatur jibda b'regoli u kriterji każwali. Dawn ir-regoli bil-mod isiru aktar u aktar preċiżi u rilevanti għall-problema li qed nippruvaw insolvu. Sa tmiem il-fażi ta 'taħriġ, in-netwerk newrali issa għandu jkollu idea tajba ta' liema karatteristiċi għandek tfittex f'immaġini.
L-estensjoni tal-AI bl-użu tax-Xjenza taċ-Ċittadin
Ix-xjenza taċ-ċittadini tirreferi għal riċerka xjentifika mwettqa minn xjenzati dilettanti jew membri pubbliċi.
Ix-xjentisti li jistudjaw l-astronomija ħafna drabi jikkollaboraw ma’ xjenzati ċittadini biex jgħinu biex isiru skoperti xjentifiċi aktar importanti. NASA ssostni a lista ta’ għexieren ta’ proġetti tax-xjenza taċ-ċittadini li għalihom jista’ jikkontribwixxi kull min għandu cellphone jew laptop.
L-Osservatorju Astronomiku Nazzjonali tal-Ġappun ressaq ukoll proġett tax-xjenza taċ-ċittadini magħruf bħala Galaxy Cruise. L-inizjattiva tħarreġ voluntiera biex jikklassifikaw il-galassji u jfittxu sinjali ta’ kolliżjonijiet potenzjali bejn il-galassji. Proġett ieħor taċ-ċittadin imsejjaħ Galaxy Zoo diġà rċeviet aktar minn 50 miljun klassifikazzjoni biss fl-ewwel sena tat-tnedija.
Nużaw data minn proġetti tax-xjenza taċ-ċittadini, nistgħu ferrovija netwerks newrali biex tikklassifika l-galassji fi klassijiet aktar dettaljati aktar. Nistgħu nużaw ukoll dawn it-tikketti tax-xjenza taċ-ċittadini biex insibu galassji b'karatteristiċi interessanti. Karatteristiċi bħal ċrieki u lentijiet xorta jistgħu jkunu diffiċli biex jinstabu bl-użu ta 'netwerk newrali.
konklużjoni
It-tekniki tan-netwerk newrali qed isiru dejjem aktar popolari fil-qasam tal-astronomija. It-tnedija tat-Teleskopju Spazjali James Webb tan-NASA fl-2021 iwiegħed era ġdida ta 'astronomija ta' osservazzjoni. It-teleskopju diġà ġabar terabytes ta 'dejta, b'possibilment eluf oħra fit-triq fil-ħajja tal-missjoni tiegħu ta' ħames snin.
Il-klassifikazzjoni tal-galassji hija biss waħda mill-ħafna ħidmiet potenzjali li jistgħu jiżdiedu bl-ML. Bl-ipproċessar tad-dejta spazjali qed isir il-problema tal-Big Data tiegħu stess, ir-riċerkaturi għandhom jimpjegaw tagħlim avvanzat tal-magni bis-sħiħ biex jifhmu l-istampa l-kbira.
Ħalli Irrispondi