08:08 2023-03-31
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Algoritmul AI evidențiază cosmosul
_ Algoritmul AI detoxează cosmos
Cosmosul ar arăta mult mai bine dacă atmosfera Pământului nu l-ar fi bombardat prin fotografii tot timpul.
Chiar și imaginile obținute de cel mai bun teren din lume Telescoapele bazate pe bază sunt neclare din cauza buzunarelor de aer în mișcare ale atmosferei. Deși aparent inofensiv, această neclaritate ascunde formele obiectelor din imaginile astronomice, conducând uneori la măsurători fizice pline de erori, care sunt esențiale pentru înțelegerea naturii universului nostru.
Acum, cercetătorii de la Universitatea Northwestern și Universitatea Tsinghua din Beijingul a dezvăluit o nouă strategie pentru a rezolva această problemă. Echipa a adaptat un algoritm binecunoscut de vizualizare pe computer folosit pentru clarificarea fotografiilor și, pentru prima dată, l-a aplicat imaginilor astronomice de la telescoape de la sol. De asemenea, cercetătorii au antrenat algoritmul de inteligență artificială (AI) pe date simulate pentru a se potrivi cu parametrii de imagistică ai Observatorului Vera C. Rubin, astfel încât, când observatorul se va deschide anul viitor, instrumentul va fi compatibil instantaneu.
În timp ce astrofizicienii folosesc deja tehnologii pentru a elimina estomparea, algoritmul adaptat bazat pe inteligență artificială funcționează mai rapid și produce imagini mai realiste decât tehnologiile actuale. Imaginile rezultate sunt fără încețoșări și mai adevărate. Sunt, de asemenea, frumoase, deși nu acesta este scopul tehnologiei.
„Obiectivul fotografiei este adesea să obțină o imagine drăguță și frumoasă”, a spus Emma Alexander de la Northwestern, autoarea principală a studiului. „Dar imaginile astronomice sunt folosite pentru știință. Prin curățarea imaginilor în mod corect, putem obține date mai precise. Algoritmul îndepărtează atmosfera computațional, permițând fizicienilor să obțină măsurători științifice mai bune. La sfârșitul zilei, imaginile nu fac. arată și mai bine.”
Cercetarea va fi publicată pe 30 martie în Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Alexander este profesor asistent de informatică la McCormick School of Northwestern. Engineering, unde conduce Bio Inspired Vision Lab. Ea a condus noul studiu împreună cu Tianao Li, un student de licență în inginerie electrică la Universitatea Tsinghua și stagiar de cercetare în laboratorul lui Alexander.
Când lumina emană din stele, planete și galaxii îndepărtate, ea călătorește prin atmosfera Pământului. înainte să ne lovească ochii. Nu numai că atmosfera noastră blochează anumite lungimi de undă de lumină, ci și distorsionează lumina care ajunge pe Pământ. Chiar și cerul senin de noapte conține încă aer în mișcare care afectează lumina care trece prin el. De aceea stelele sclipesc și de ce cele mai bune telescoape de la sol sunt situate la altitudini mari, unde atmosfera este mai subțire.
„Este un pic ca și cum ați privi în sus de pe fundul unei piscine”, a spus Alexander. „Apa împinge lumina și o distorsionează. Atmosfera este, desigur, mult mai puțin densă, dar este un concept similar.”
Neclaritatea devine o problemă atunci când astrofizicienii analizează imagini pentru a extrage date cosmologice. Studiind formele aparente ale galaxiilor, oamenii de știință pot detecta efectele gravitaționale ale structurilor cosmologice la scară largă, care curbează lumina în drumul ei către planeta noastră. Acest lucru poate face ca o galaxie eliptică să pară mai rotundă sau mai întinsă decât este în realitate. Dar neclaritatea atmosferică întinde imaginea într-un mod care deformează forma galaxiei. Eliminarea neclarității le permite oamenilor de știință să colecteze date precise de formă.
„Ușoarele diferențe de formă ne pot spune despre gravitația din univers”, a spus Alexander. „Aceste diferențe sunt deja dificil de detectat. Dacă te uiți la o imagine de la un telescop de la sol, o formă ar putea fi deformată. Este greu de știut dacă asta se datorează unui efect gravitațional sau atmosferei”.
Pentru a face față acestei provocări, Alexander și Li au combinat un algoritm de optimizare cu o rețea de învățare profundă instruită pe imagini astronomice. Printre imaginile de antrenament, echipa a inclus date simulate care se potrivesc cu parametrii de imagistică așteptați ai Observatorului Rubin. Instrumentul rezultat a produs imagini cu 38,6% mai puține erori în comparație cu metodele clasice de eliminare a neclarității și cu 7,4% mai puține erori în comparație cu metodele moderne.
Când Observatorul Rubin se va deschide oficial anul viitor, telescoapele sale vor începe un deceniu- cercetare lungă și adâncă pe o porțiune enormă a cerului nopții. Deoarece cercetătorii au instruit noul instrument pe date concepute special pentru a simula imaginile viitoare ale lui Rubin, acesta va putea ajuta la analiza datelor foarte așteptate ale sondajului.
Pentru astronomii interesați să folosească instrumentul, open-source, Codul ușor de utilizat și tutorialele însoțitoare sunt disponibile online.
„Acum renunțăm la acest instrument, punându-l în mâinile experților în astronomie”, a spus Alexander. „Credem că aceasta ar putea fi o resursă valoroasă pentru sondajele cerului pentru a obține cele mai realiste date posibile.”
Comentarii:
Adauga Comentariu