人工智能助力,天文學(xué)正處在一場(chǎng)新的數(shù)據(jù)革命的風(fēng)口上

杰出的天文學(xué)家們?cè)贕TC 2019上表示，像詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡這樣的新一代天文儀器，將需要新一代由深度學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)的軟件。

圖片來自NASA

天文學(xué)家正在使用新的工具來探測(cè)更遠(yuǎn)的宇宙深處，不過隨之而來的挑戰(zhàn)是他們很快就會(huì)得到一些人類無法處理的數(shù)據(jù)。

為了將這些工具所產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為改變世界的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，普林斯頓大學(xué)高級(jí)研究所(Princeton’s Institute for Advanced Studies)的客座教授、加州大學(xué)圣克魯茲分校(UC Santa Cruz)天文學(xué)副教授Brant Robertson正在通過人工智能來獲取幫助。

“天文學(xué)正處在一場(chǎng)新的數(shù)據(jù)革命的風(fēng)口上”， 他在前不久的GTC大會(huì)上表示。

新型望遠(yuǎn)鏡更好地觀測(cè)天空

在幾年內(nèi)，世界上的觀星者可以使用的一系列儀器將賦予他們?cè)?jīng)難以想象的能力。詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡將由美國(guó)國(guó)家航空航天局 (NASA)部署，其直徑為6.5米，非常靈敏，足以讓我們看到宇宙大爆炸僅僅幾億年后形成的星系。

大口徑綜合巡天望遠(yuǎn)鏡（The Large Synoptic Survey Telescope）同樣讓天文學(xué)家感到興奮。這架望遠(yuǎn)鏡主要由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(U.S. National Science Foundation) 和能源部 (Department of Energy) 資助，建在智利的一座山頂上，天文學(xué)家每隔三晚就能對(duì)整個(gè)南方天空進(jìn)行一次觀測(cè)。這將產(chǎn)生每晚10TB的海量數(shù)據(jù)。

位于智利Cerro Pachón 的大型天氣觀測(cè)望遠(yuǎn)鏡將于2020年完工，屆時(shí)天文學(xué)家將有能力每三晚觀測(cè)一次整個(gè)南部天空。

此外，裝載一個(gè)2.88億像素多波段近紅外照相機(jī)的廣域紅外巡天望遠(yuǎn)鏡（the Wide Field Infrared Survey Telescope）也將進(jìn)入太空，其視野比哈勃太空望遠(yuǎn)鏡大100倍。

豐富復(fù)雜的數(shù)據(jù)

Robertson說，這三種儀器加在一起將產(chǎn)生大量 “非常復(fù)雜” 的數(shù)據(jù)。 “我們想利用這些信息，盡可能多地學(xué)習(xí)，” 他說。 “無論是單個(gè)像素，還是將它們聚合在一起的數(shù)據(jù)都可以被利用?！?/p>

這項(xiàng)任務(wù)對(duì)人類來說太困難了。為了應(yīng)對(duì)它，Robertson求助于人工智能。Morpheus是一個(gè)深度學(xué)習(xí)框架，由加州大學(xué)圣克魯斯分校計(jì)算機(jī)科學(xué)系的博士生Ryan Hausen創(chuàng)建。它可以基于來自望遠(yuǎn)鏡中的原始數(shù)據(jù)，逐像素地對(duì)天體(例如星系)進(jìn)行分類。

Robertson在GTC大會(huì)上說： “各位工程師們的技術(shù)進(jìn)步對(duì)天文學(xué)領(lǐng)域來說至關(guān)重要?！?/p>