Představte si, že máte k dispozici archiv téměř 100 milionů astronomických snímků, pořízených za více než 35 let provozu Hubblova vesmírného teleskopu. Kolik vědců by potřebovalo kolik let, aby je všechny prošli? Odpověď: umělá inteligence to zvládla za 2,5 dne.

AnomalyMatch: AI, která vidí to, co lidské oko přehlédne

Výzkumníci David O’Ryan a Pablo Gómez z Evropské kosmické agentury (ESA) vyvinuli neuronovou síť s názvem AnomalyMatch. Její úkol byl zdánlivě jednoduchý — projít kompletní archiv Hubblova teleskopu a najít objekty, které vypadají „divně“. Tedy kosmické anomálie, které se vymykají běžným vzorcům.

Výsledek předčil veškerá očekávání. AnomalyMatch identifikoval více než 1 300 neobvyklých objektů — a přes 800 z nich nebylo nikdy popsáno v žádné vědecké publikaci. Stovky kosmických záhad ležely celou dobu v datech, která astronomové sbírali desítky let. Nikdo se na ně jen nepodíval.

Galaxie medúzy, gravitační čočky a hvězdné řeky

Co přesně AI našla? Katalog objevů je fascinující svou rozmanitostí. Většinu anomálií tvořily srážející se galaxie — obrovské hvězdné systémy, které se vzájemně pohlcují a vytvářejí při tom bizarní tvary, dlouhé „řeky“ hvězd a plynové proudy táhnoucí se miliony světelných let.

Dalším typem objevů byly gravitační čočky — situace, kdy hmotnost galaxie v popředí zakřiví prostoročas natolik, že světlo vzdálenější galaxie se ohne do oblouků nebo prstenců. Tyto objekty jsou pro astronomy mimořádně cenné, protože fungují jako přírodní „dalekohledy“, které umožňují pozorovat extrémně vzdálené části vesmíru.

AnomalyMatch také odhalil takzvané „galaxie medúzy“ (jellyfish galaxies) — galaxie s plynovými „chapadly“, které vznikají, když galaxie prolétává hustým mezigalaktickým prostředím a její plyn je strháván do dlouhých pruhů. A v naší vlastní Mléčné dráze AI identifikoval protoplanetární disky viděné z boku — místa, kde se právě rodí nové planetární soustavy.

Proč to lidé nenašli dřív?

Odpověď je prostá: objem dat. Hubblův archiv obsahuje snímky pořízené od roku 1990 a jejich množství dalece přesahuje kapacitu jakéhokoli vědeckého týmu. Astronomové tradičně zkoumají jen ty snímky, které souvisejí s jejich konkrétním výzkumem. Systematický průchod celým archivem nebyl nikdy prakticky proveditelný — až dosud.

AnomalyMatch funguje jinak než člověk. Neví předem, co hledá. Místo toho se naučil rozpoznávat, co je v datech „normální“, a pak hledá vše, co se od normálu odchyluje. Je to jako mít asistenta, který přečte celou knihovnu a podtrhne každou větu, která se mu zdá neobvyklá — bez jakéhokoli předsudku o tom, co by tam mělo nebo nemělo být.

Co to znamená pro budoucnost vědy — a pro byznys

Tento objev ukazuje něco zásadního o roli AI ve vědě. Umělá inteligence nenahrazuje vědce — ale dokáže zpřístupnit data, která by jinak zůstala neprozkoumána. V astronomii, genomice, klimatologii i medicíně existují obrovské archivy dat, kterými se dosud nikdo systematicky neprobral.

Podle NASA je AnomalyMatch první systematický průzkum anomálií v celém Hubblově archivu. A to je teprve začátek — stejný přístup bude možné aplikovat na data z teleskopu Jamese Webba (JWST), který pořizuje ještě detailnější snímky v infračerveném spektru.

Podobný princip — nechat AI systematicky projít velké objemy dat a hledat to, co je neobvyklé — se dá přitom aplikovat nejen ve vědě. I v běžném podnikání existují „skryté anomálie“ v datech, které firmám unikají: neobvyklé vzorce v chování zákazníků, skryté neefektivity v procesech nebo příležitosti, které nikdo nehledal, protože nikdo neměl čas projít všechna data. Pokud vás zajímá, jak AI analýzu dat využít ve vaší firmě, ozvěte se nám — projdeme to s vámi krok za krokem.

Čísla, která ohromí

  • 100 milionů výřezů ze snímků prozkoumáno
  • 2,5 dne práce AI (vs. odhadované roky pro lidský tým)
  • 1 300+ identifikovaných anomálií
  • 800+ dosud nikdy nepopsaných objektů
  • 35+ let dat z Hubblova teleskopu pokryto najednou

Často kladené otázky

Co je AnomalyMatch a kdo ho vytvořil?

AnomalyMatch je neuronová síť vyvinutá výzkumníky Davidem O’Ryanem a Pablem Gómezem z Evropské kosmické agentury (ESA). Slouží k automatické detekci neobvyklých kosmických objektů ve velkých astronomických datasetech.

Může AI skutečně nahradit astronomy při zkoumání vesmíru?

Ne, AI astronomy nenahrazuje. AnomalyMatch identifikuje kandidáty na zajímavé objekty, ale finální ověření a vědeckou interpretaci stále provádějí lidští vědci. AI funguje jako extrémně rychlý a důkladný „prvotní filtr“, který upozorní na to, co stojí za bližší zkoumání.

Bude AnomalyMatch použit i na data z teleskopu Jamese Webba?

Přístup použitý v AnomalyMatch je přenositelný na jakýkoli velký astronomický dataset. Aplikace na data z JWST je logickým dalším krokem, protože Webbův teleskop pořizuje ještě detailnější snímky hlubokého vesmíru v infračerveném spektru.

Zdroje: NASA, ESA/Hubble, Scientific American, Space.com