Если искусственный интеллект создали для облегчения жизни на Земле, почему бы с его помощью не поискать объекты за ее пределами? Поэтому вполне логично использовать ИИ для исследования космоса. Сегодня многие компании, включая NASA и Google, уже внедрили AI для поиска новых небесных тел и жизни на других планетах.

К чему это привело – далее в статье.

Искусственный интеллект в обработке данных

Сейчас астрономам не нужно ночами сидеть у телескопов – аппараты сами способны наблюдать за небом и делать его снимки. Тем не менее, ученым не стало легче работать.

Исследовательская техника передает не несколько удачных кадров, а тысячи терабайтов данных: к примеру, всего один телескоп в Чили выдает 15 Тб снимков космоса каждую ночь. На обработку такого объема информации могут уйти годы, если это вообще под силу человеку.

Проблема в том, что при наблюдении в телескоп формы дальних источников света искажаются. Чтобы проанализировать изображения и понять, что находится на картинке – астероид, экзопланета или целая галактика, – нужно много времени.

Анализ больших объемов данных – задача для искусственного интеллекта. Благодаря ему американские ученые из Стэнфорда и Национальной ускорительной лаборатории SLAC сократили время поиска новых объектов в космосе с месяцев до нескольких секунд.

Группа ученых показала нейронной сети полмиллиона изображений космических объектов – и она проанализировала снимки с точностью, сравнимой с традиционными методами исследования.

«Удивительно, что нейронные сети сами изучают, какие особенности нужно искать, – говорит Фил Маршалл, руководитель проекта. – Это похоже на то, как дети учатся распознавать объекты. Вы не рассказываете им, что такое собака, вы просто показываете фото собак».

Еще ИИ может улучшать качество фотографий, и это тоже пригодилось в исследовании космоса.

Так, швейцарский астроном Кевин Шавински и его команда астрофизиков используют ИИ для повышения разрешения размытых снимков с телескопов. Исследователи специально понижали качество изображений некоторых галактик, добавляли на фото шумы и размытие, а затем пропускали их через искусственный интеллект вместе с оригинальными снимками. В результате нейросеть научилась очищать фотографии от шумов и размытия, «додумывая» происходящее на изображении.

Результаты работы Шавински потрясают, но астроном все равно осторожно относится к проекту.

«В конце концов, это идет вразрез с основными принципами науки: мы можем узнать Вселенную, только наблюдая за ней лично», – утверждает Кевин. Поэтому пока нейросеть используют только в зонах, где результат работы можно проверить.

AI Conference: Otpravim II v kosmos vmesto nas: kak uchenyie ischut novyie planetyi i obuchayut samostoyatelnosti kosmicheskie zondyi 1

Поиск новых космических объектов

Астрономы из Google зашли еще дальше. Хотя откуда они взялись в этой корпорации?

Все дело в том, что в Google практикуют креативный график «20%», в рамках которого сотрудникам компании предоставляют один рабочий день для занятия любимым делом. Но с одним условием: это дело должно принести прибыль компании. Крис Шалье и группа разработчиков искусственного интеллекта действительно потратила время с пользой, найдя пробел в работе NASA.

Сотрудники Google узнали о том, что NASA завершила сбор фото с орбиты через космическую обсерваторию Kepler. На протяжении четырехлетней миссии аппарат делал фото каждые полчаса – оказалось, что такие объемы данных было невозможно обработать вручную. Крис решил помочь исследователям завершить работу с помощью разработанного в Google ИИ.

Как говорит Шалье, набор данных от Kepler загружался две недели, и в итоге все они даже не поместились на компьютере. Вместе с Эндрю Вандербергом, астрофизиком и докторантом Техасского университета в Остине, Крис занимался проектом около девяти месяцев.

Энтузиасты использовали 15 000 точек данных NASA для создания нейронной сети, которая в итоге научилась распознавать световые узоры, указывающие на существование планеты.

Некоторые из узоров не были замечены учеными. Так удалось обнаружить экзопланеты Kepler-90 и Kepler-90i, которые находятся в планетной системе, похожей на Солнечную.

Усовершенствование космической техники

Даже автомобилем управлять иногда сложно – что говорить о зондах где-то на Марсе, которых никто даже вживую не видел. С другой стороны, техника может не дождаться руководства к действию – что и случилось с марсоходом Opportunity, который попал в песчаную бурю и с тех пор не выходит на связь.

После этого случая NASA обновила программное обеспечение своего второго ровера Curiosity, которое позволяет установленной на его борту камере ChemCam самостоятельно выбирать цели для наблюдения и анализа.

Когда уцелевший марсоход получил больше самостоятельности – работа стала эффективнее. Теперь вместо ожидания инструкций с Земли Curiosity сам выбирает важные цели для исследования, собирая гораздо больше интересной для науки информации.

Как отмечают в NASA, это лишь первый шаг к внедрению интеллекта в исследовательскую технику. Новый марсоход, который запустят на Марс в 2020 году, будет автоматически корректировать процесс сбора научной информации с учетом собственных ресурсов: так ровер равномерно распределит количество энергии, не рискуя разрядиться и потерять связь с Землей.

В то время как умные марсоходы будут исследовать Красную планету, нейросеть поможет астронавтам в открытом космосе.

В июле 2018 года на Международную космическую станцию (МКС) был отправлен робот с искусственным интеллектом CIMON, разработанный компаниями IBM и Airbus.

Из-за отсутствия гравитации в космосе довольно сложно совершать какие-либо манипуляции. Удобство CIMON заключается в том, что он работает при помощи голосового управления: члены экипажа могут просить робота показать необходимые технические данные, схемы, инструкции, и это не будет отвлекать астронавтов от основной работы.

Уже сейчас искусственный интеллект исследует космос в тех областях, о которых никто даже не догадывался. Это приведет к феноменальным открытиям – возможно, ученые скоро найдут планету, на которую в будущем смогут переселиться люди. Но сможет ли ИИ разгадать тайны зарождения Вселенной? Пока этого никто не знает.


Больше о способностях искусственного интеллекта – на AI Conference, которая состоится 22 ноября 2018 года в Москве.