Поможет ли искусственный интеллект найти внеземную жизнь?
30 января 2023 года, Маунтин-Вью, Калифорния, пресс-релиз института SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence)
Каскадные графики восьми сигналов, представляющих интерес. Каждая панель имеет ширину 2800 Гц. Credit: Nature Astronomy (2023). DOI: 10.1038/s41550-022-01872-z
Применение методов глубокого обучения к ранее проанализированным наборам данных выявило необнаруженные ранее сигналы, представляющие интерес.
При размышлениях о вероятности обнаружения технологически продвинутой внеземной жизни часто возникает вопрос: «Если они существуют, почему мы их еще не нашли?»
И часто ответ таков, что мы исследовали лишь крошечную часть галактики. Кроме того, алгоритмы, разработанные десятилетия назад для первых компьютеров, могут оказаться устаревшими и неэффективными при применении к современным наборам данных петабайтного масштаба. В исследовании, проведенном под руководством студента бакалавриата Университета Торонто Питера Ма вместе с исследователями из Института SETI, Breakthrough Listen и научно-исследовательских институтов по всему миру и опубликованном в Nature Astronomy, применен метод глубокого обучения к ранее изученному набору данных о ближайших звездах и обнаружены восемь ранее неопознанных сигналов, представляющих интерес.
Примеры, показывающие четыре типа обучающих данных для ИИ. Имитация ложного кандидата с введенным радиочастотным сигналом (a), другого ложного кандидата, не включающего введенный радиочастотный сигнал (b), истинного кандидата с введенным радиочастотным сигналом © и истинного кандидата без введенного радиочастотного сигнала (d). Яркие полосы — это обнаруженные сигналы. Credit: Nature Astronomy (2023). DOI: 10.1038/s41550-022-01872-z
«В общей сложности мы просмотрели 150 ТБ данных о 820 близлежащих звездах из набора данных, который ранее был проанализирован в 2017 году с помощью классических методов, но помечен как лишенный интересных сигналов, — сказал Питер Ма, ведущий автор. — Сегодня мы расширяем этот поиск до 1 миллиона звезд с помощью телескопа MeerKAT и за его пределами. Мы верим, что подобная работа поможет ускорить темп, с которым мы сможем совершать открытия в наших грандиозных усилиях в ответе на вопрос «одиноки ли мы во Вселенной?»
Фото радиотелескопа MeerKAT. Credit: Morganoshell
Поиск внеземного разума (SETI) направлен на поиск доказательств существования внеземного разума за пределами Земли путем обнаружения техносигнатур или доказательств наличия технологий, которые могли быть разработаны инопланетными цивилизациями. Наиболее распространенным методом является поиск радиосигналов. Радио — отличный способ передать информацию на невероятные расстояния между звездами; радиосигнал быстро проходит через пыль и газ, которые наполняют пространство, и делает это со скоростью света (примерно в 20 000 раз быстрее, чем наши лучшие ракеты). В многочисленных попытках SETI использует антенны для прослушивания любых радиосигналов, которые могут передавать инопланетяне.
В этом исследовании были повторно изучены данные, полученные с помощью телескопа Грин-Бэнк в Западной Вирджинии в рамках кампании Breakthrough Listen, в ходе которой первоначально не было обнаружено ни одной интересующей нас цели. Задача состояла в том, чтобы применить новые методы глубокого обучения к классическому алгоритму поиска, чтобы получить более быстрые и точные результаты.
Фото радиотелескопа Грин-Бэнк. Credit: Cyberbaud
После запуска нового алгоритма и повторной проверки данных вручную для подтверждения результатов, вновь обнаруженные сигналы имели несколько ключевых характеристик:
1. Сигналы были узкополосными, то есть имели узкую спектральную ширину, порядка нескольких Гц. Сигналы, вызванные природными явлениями, имеют тенденцию быть широкополосными.
2. У сигналов была ненулевая скорость дрейфа, что означает, что сигналы имели наклон. Такие наклоны могут указывать на то, что источник сигнала имеет относительное ускорение относительно наших приемников, следовательно, не является локальным для радиообсерватории.
3. Сигналы появились в наблюдениях НА источнике, а не в наблюдениях ВНЕ источника. Если сигнал исходит от определенного небесного источника, он появляется, когда мы наводим телескоп на цель, и исчезает, когда мы отводим взгляд. Радиопомехи человека обычно возникают при наблюдениях НА и ВНЕ источника из-за того, что он находится близко.
Черри Нг, еще один из научных консультантов Ма и астроном из Института SETI и Французского национального центра научных исследований, сказала: «Эти результаты наглядно иллюстрируют возможности применения современных методов машинного обучения и компьютерного просмотра для решения проблем с данными в астрономии, что приводит как новым обнаружениям, так и к более высокой производительности. Масштабное применение этих методов изменит науку о радиотехносигнатурах».
Хотя повторные исследования этих новых, представляющих интерес целей еще не привели к повторному обнаружению этих сигналов, этот новый подход к анализу данных может позволить исследователям более эффективно обрабатывать данные, которые они собирают, и быстро действовать для повторного изучения целей. Ма и его советник доктор Черри Нг с нетерпением ждут возможности развертывания расширений этого алгоритма в системе COSMIC (Commensal Open-Source Multimode Interferometer Cluster) Института SETI.
Very Large Array – часть системы COSMIC. Credit: user:Hajor
С тех пор, как эксперименты SETI начались в 1960 году с проекта Фрэнка Дрейка «Озма» в обсерватории Гринбэнк, где сейчас находится телескоп, использованный в этой последней работе, технологические достижения позволили исследователям собрать больше данных, чем когда-либо. Этот огромный объем данных требует новых вычислительных инструментов для быстрой обработки и анализа этих данных с целью выявления аномалий, которые могут свидетельствовать о существовании внеземного разума. Этот новый подход к машинному обучению открывает новые горизонты в поисках ответа на вопрос: «Одиноки ли мы?»
Институт SETI основан в 1984 году, является некоммерческой междисциплинарной исследовательской и образовательной организацией, миссия которой состоит в том, чтобы реализовать стремление человечества понять происхождение и распространенность жизни и разума во Вселенной и поделиться этими знаниями. Его исследования охватывают физические и биологические науки и используют опыт в области анализа данных, машинного обучения и передовых технологий обнаружения сигналов. Институт SETI является исследовательским партнером для промышленности, научных кругов и государственных учреждений, включая NASA и Национальный научный фонд.
COSMIC — это совместный проект Института SETI и Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO), которая управляет VLA (Very Large Array – Очень большая решетка, комплекс из 27 радиотелескопов), чтобы впервые внедрить в VLA самые современные способы поиска внеземного разума. Пока VLA проводит наблюдения, COSMIC позволит ученым Института SETI получить доступ к этим данным для анализа на наличие техносигнатур, признаков технологии, не вызванных природными явлениями.
Перевод: Александр Тарлаковский (блог tay-ceti.space)Оригинал: Will Machine Learning Help Us Find Extraterrestrial Life?
Источник: thealphacentauri.net
