I ricercatori sviluppano l’intelligenza artificiale in grado di rilevare e classificare le galassie
I ricercatori della UC Santa Cruz hanno sviluppato Morpheus, un programma per computer in grado di analizzare i pixel nei dati di immagini astronomiche. Può quindi identificare e classificare tutte le galassie e le stelle che esistono in grandi insiemi di dati che provengono da indagini astronomiche.
Che cos’è Morfeo
Morpheus è un framework di apprendimento profondo composto da varie tecnologie di intelligenza artificiale (AI). Le tecnologie AI si concentrano su alcune applicazioni come il riconoscimento di immagini e parlato.
Brant Robertson è professore di astronomia e astrofisica. È responsabile del gruppo di ricerca astrofisica computazionale presso l’UC Santa Cruz. Secondo Robertson, alcuni compiti tradizionalmente svolti dagli astronomi devono essere automatizzati. Questo perché le dimensioni dei set di dati astronomici sono in costante aumento.
“Ci sono alcune cose che semplicemente non possiamo fare come esseri umani, quindi dobbiamo trovare il modo di utilizzare i computer per gestire l’enorme quantità di dati che arriveranno nei prossimi anni da grandi progetti di rilevamento astronomico”, ha detto.
Ryan Hausen è uno studente laureato in informatica presso la Baskin School of Engineering dell’UCSC. Ha collaborato a Morpheus con Anderson negli ultimi due anni.
I loro risultati sono stati pubblicati il 12 maggio in Astrophysical Journal Supplement Series . Anche il codice Morpheus sarà rilasciato al pubblico e ci saranno dimostrazioni online.
Morfologie di galassie
Gli astronomi sono in grado di apprendere come le galassie si formano e si evolvono nel tempo osservando le morfologie delle galassie.
Ci sono alcuni sondaggi su larga scala che hanno luogo per generare enormi quantità di dati di immagine che possono essere utilizzati. Uno di questi sondaggi è il Legacy Survey of Space and Time (LSST), che sarà condotto presso l’Osservatorio Vera Rubin in Cile.
Robertson ha lavorato attivamente su come utilizzare i dati per comprendere meglio la formazione e l’evoluzione delle galassie.
Quando viene condotto l’LSST, saranno necessarie oltre 800 immagini panoramiche a notte con una fotocamera da 3,2 miliardi di pixel. Due volte alla settimana, l’LSST registra anche l’intero cielo visibile.
“Immagina se andassi dagli astronomi e chiedessi loro di classificare miliardi di oggetti: come potrebbero farlo? Ora saremo in grado di classificare automaticamente quegli oggetti e utilizzare tali informazioni per conoscere l’evoluzione della galassia “, ha detto Robertson.
Tecnologia di apprendimento profondo per le galassie
La tecnologia di apprendimento profondo è stata utilizzata da alcuni astronomi per classificare le galassie, ma di solito richiede adattamenti degli algoritmi di riconoscimento delle immagini esistenti. Gli algoritmi sono tradizionalmente alimentati con immagini curate di galassie.
Morpheus è stato sviluppato appositamente per i dati di immagini astronomiche. Utilizza i dati dell’immagine originale, che è nel formato digitale standard utilizzato dagli astronomi.
I ricercatori sviluppano l’intelligenza artificiale in grado di rilevare e classificare le galassie
Secondo Robertson, uno dei punti principali di Morfeo è la classificazione a livello di pixel.
“Con altri modelli, devi sapere che c’è qualcosa e dare al modello un’immagine, e classifica l’intera galassia in una sola volta”, ha detto. “Morpheus scopre le galassie per te e lo fa pixel per pixel, quindi può gestire immagini molto complicate, dove potresti avere una sferoidale proprio accanto a un disco. Per un disco con un rigonfiamento centrale, classifica il rigonfiamento separatamente. Quindi è molto potente. “
I ricercatori hanno utilizzato le informazioni di uno studio del 2015 al fine di formare l’algoritmo di apprendimento profondo. Lo studio ha raccolto dati e classificato circa 10.000 galassie nelle immagini del telescopio spaziale Hubble dall’indagine CANDELS. Morpheus è stato quindi applicato ai dati delle immagini dei campi legacy di Hubble.
Dopo aver elaborato un’immagine di una parte del cielo, Morfeo genera quindi una nuova serie di immagini di quella stessa area e codifica a colori tutti gli oggetti in base alla loro morfologia. Gli oggetti astronomici sono separati dallo sfondo e identifica le stelle e i diversi tipi di galassie. Il programma funziona sul supercomputer lux di USCS, dove viene rapidamente generata un’analisi pixel per pixel per l’intero set di dati.
“Morpheus fornisce il rilevamento e la classificazione morfologica degli oggetti astronomici a un livello di granularità che attualmente non esiste”, ha detto Hausen.
Il lavoro completato dai ricercatori è stato supportato dalla NASA e dalla National Science Foundation.
