系外行星K2-18b(艺术家的印象)
该画家的印象是K2-18b行星,它的宿主恒星和一个伴随行星。它的发现来自“公民科学家”检查公开存储的数据,但是一位机器学习专家表示,这种类型的扫描将来可以由计算机完成。 (ESA /哈勃,M。Kornmesser)
计算机可以为天文学家提供急需的帮助

机器学习已经存在了数十年,但是随着量子计算机和云存储的日趋成熟,它很快将成为天文学的主流。

天文学有一个迫在眉睫的问题—数据不堪重负的问题。

全天候测量望远镜,系外行星猎人和詹姆斯·韦伯太空望远镜等即将出现的天文台都在搜寻太空,希望能在天空中捕捉到有趣的东西。

然后,科学家必须分析所有这些信息并得出结论,利用所有流入的旧信息,同时注意可能有用的旧数据。如果大学生面对的论文研究不胜枚举,那么所有可用的数据库都会’对于寻求该领域前沿技术的少数专业天文学家而言,情况甚至更糟。

例如:名为Roman的NASA望远镜—Nancy Grace罗马太空望远镜的简称—将在2020年代飞入太空,进行宽视野的天空观测。但是它将向下发送的数据集一次可以拥有数百万个星系,这并不奇怪,因为每张照片的视场都可能比哈勃太空望远镜宽100倍。它’即使是庞大的天文团队也无法解析, 根据太空望远镜科学研究所最近的发布 (STScI being the entity that manages both Hubble and 罗曼).

输入解决方案:机器学习的迅速发展的领域,它使计算机可以扫描巨大的数据集,接受有关哪些模式很重要的培训,然后自己识别模式以将数据提供给研究人员。机器学习(人工智能的一个方面)已经存在了数十年,但是随着量子计算机和云存储的快速成熟,它将很快进入天文学的主流。

人工智能不是万能药。机器学习有一个黑暗的方面,那就是计算机可以做出人类可以做出的选择’t easily replicate —如果控制不当,这对科学诚信是不利的。研究人员还警告说,使用AI并不是解决数据不堪重负的最终解决方案,并且将AI作为一个简单的工具很容易丢掉。“buzzword”获得政府资助或媒体关注。但是如果使用得当,人工智能可以为天文学家提供非常宝贵的资源:时间。

“手动处理这些数据变得越来越困难。我们需要自动方法来接管其中的一些功能,” Bernhard SCHö在一次采访中,德国马克斯·普朗克智能系统研究所所长,加拿大高级研究所研究员lkopf专门研究机器和大脑的学习。

SCHölkopf指出了2015年发现的系外行星K2-18b,“super-Earth”作为机器学习的一个例子,绕一颗红矮星运行’的潜力。他说,有时需要多次分析数据才能找到内容。 众包天文学照片 举个例子。

K2-18b的发现来自“citizen scientists”使用简单的扫描方法来检查公开存储的数据,不久之后,计算机将接管一些更简单的功能。 AI也可以 自动控制望远镜 to find, for example, the most interesting events in the sky on a particular night, SCHölkopf said.

简而言之,使用AI可以节省天文学家的时间,并使他们减少扫描数据库的精力,而将更多的精力放在扫描数据库上’擅长:分析。尽管机器学习和AI可能仍处于领先地位,但它们很快将成为“standard toolkit”对于天文学家,Schölkopf said —就像计算机数据分析如何成为调查新闻学不可或缺的一部分一样,后者也依赖于庞大的信息数据库。

For 罗曼, Canadians are keeping a close eye on the forthcoming AI opportunity –尤其是因为Canuck公司ABB和Nuvu 都提供摄像头技术 这将有助于拍摄这些史诗般的照片。

“Roman’我们的主要任务是进行调查”ABB的Frederic J.Grandmont说’的技术和业务开发经理在接受采访时补充说,随着更多数据的传入,处理能力的提高,我们开始谈论天文学(及其他领域)的人工智能。

“调查数据管道本质上是面向将已知算法应用于海量数据集的,” he added. “在许多情况下,如果天文学家将处理过程定向到某种程度的[计算机]自治权,他们会得到更多,因为在计算机屏幕上根本看不到太多数据。”

格兰蒙特说,整合较早数据的迫在眉睫的问题也在天文学家的脑海中。加拿大天文数据中心是试图将可用信息以正确格式供计算机使用的几个国际实体之一。

“我们需要AI来对所有这些数据进行过滤和排序,有点像Google设法对这么多网页进行分类,以使一个人可以在几秒钟内用几个关键词提取最相关的记录,” Grandmont said. “在天文学中还不存在,它有望带来更多隐藏的发现。”

加拿大科学和太空记者伊丽莎白·豪威尔(Elizabeth Howell)的双周专栏,重点介绍加拿大天文学和太空领域的新闻热点。

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