کشف ۱.۵ میلیون شیء فضایی توسط یک دانش‌آموز

ایسنا: متیو پاز (Matteo Paz)، دانش‌آموز دبیرستانی، با راهنمایی یک دانشمند از موسسه فناوری کالیفرنیا یا به اختصار کلتک (Caltech)، یک روش یادگیری ماشینی را برای تشخیص و تجزیه و تحلیل تغییرات ظریف در اندازه‌گیری‌های فروسرخ تلسکوپ نیووایز (NEOWISE) ناسا توسعه داده است.

یک دانش‌آموز دبیرستانی از ایالات متحده با استفاده از هوش مصنوعی ۱.۵ میلیون شیء کیهانی را در فضا کشف کرد که پیش از این ناشناخته بودند. متیو پاز در حین انجام یک پروژه تحقیقاتی به عنوان بخشی از برنامه گسترش آکادمی Planet Finder که در موسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech) ارائه شده است، یک الگوریتم هوش مصنوعی جدید برای شناسایی اشیاء ایجاد کرد.

به نقل از آی‌ای، مقاله پاز در مجله نجوم، الگوریتم هوش مصنوعی را که او توسعه داده است، نشان می‌دهد که می‌تواند توسط سایر محققان نیز استفاده شود. علاقه او به نجوم از دوران دبستان شروع شد و با الهام از سخنرانی‌های عمومی رصد ستارگان، مادرش او را به  کلتک برد.

در تابستان سال ۲۰۲۲، پاز به آکادمی سیاره‌یاب به رهبری پروفسور نجوم اندرو هاوارد (Andrew Howard) پیوست و در آنجا نجوم و علوم رایانه خواند. در طول این برنامه، دیوی کرک پاتریک (Davy Kirkpatrick)، دانشمند ارشد مرکز پردازش و تجزیه و تحلیل مادون قرمز کلتک، راهنمایی شد، که راهنمایی او به پاز کمک کرد تا یک پروژه تحقیقاتی جاه طلبانه را انجام دهد که در نهایت منجر به انتشار این مقاله شد.

کرک پاتریک، که در یک شهر کشاورزی در تنسی بزرگ شد، به لطف یک معلم علوم دبیرستان که او را تشویق کرد و به او کمک کرد برای کالج برنامه‌ریزی کند، الهام گرفت تا نجوم را دنبال کند.

این دانشمند انگیزه داشت تا همان نوع راهنمایی را ارائه دهد که زمانی مسیر او را شکل داده بود و به محققان جوان کمک می‌کرد تا پتانسیل خود را درک کنند. کرک پاتریک همچنین فرصتی برای استخراج درک عمیق‌تر از کاوشگر مادون قرمز میدان گسترده‌ نیووایز، تلسکوپ فروسرخ بازنشسته‌ای که بیش از یک دهه به رصد آسمان برای یافتن سیارک‌ها و دیگر اجرام نزدیک به زمین اختصاص داشت، یافت.

فراتر از ردیابی سیارک‌ها، تلسکوپ نیووایز ناسا همچنین سیگنال‌های گرمایی را از اجرام کیهانی دور از جمله پدیده‌هایی که به عنوان متغیرها شناخته می‌شوند، همچون اختروش‌ها، ستارگان در حال انفجار، و منظومه‌های دوتایی‌ ثبت کرد. بسیاری از این داده‌ها دست نخورده باقی ماندند. با شناسایی این اجرام، محققان می‌توانند کاتالوگی بسازند که چگونگی تغییر چنین پدیده‌های آسمانی را در طول زمان روشن کند.

با حضور پاز، این رویکرد به سرعت تغییر کرد. پاز به‌جای بررسی دستی داده‌ها، پیشینه خود را در هوش مصنوعی که با ترکیب انتخابی کدنویسی، علوم رایانه نظری و ریاضیات رسمی شکل می‌گرفت در مطالعه کرک پاتریک اعمال کرد. پاز این مهارت را داشت که مجموعه داده عظیم نیووایز را به یک زمین آموزشی برای یادگیری ماشینی تبدیل کند.

مدل هوش مصنوعی تغییرات ظریف در اندازه‌گیری‌های نیووایز را تشخیص می‌دهد

پاز که مصمم به مقابله با چالش موجود بوده است، یک روش یادگیری ماشینی را برای تجزیه و تحلیل کل مجموعه داده نیووایز و پرچم گذاری اشیاء متغیر بالقوه توسعه داد. او تنها در عرض ۶ هفته یک مدل هوش مصنوعی را تهیه کرد که امیدوارکننده بود. در طول راه، او با کرک پاتریک برای به دست آوردن درکی در مورد نجوم و اخترفیزیک مربوطه مشورت کرد. سال گذشته، پاز و کرک پاتریک برای ادامه تحقیقات خود دوباره متحد شدند.

 با توجه به اینکه پاز اکنون سایر دانش‌آموزان دبیرستانی را راهنمایی می‌کند، این محقق جوان مدل هوش مصنوعی را برای پردازش داده‌های خام نیووایز و تجزیه و تحلیل نتایج اصلاح کرده است. این مدل که برای تشخیص تغییرات ظریف در اندازه‌گیری‌های فروسرخ تلسکوپ آموزش دیده بود، ۱.۵ میلیون جرم جدید بالقوه را شناسایی و طبقه‌بندی کرد. در سال ۲۰۲۵، پاز و کریک پاتریک قصد دارند کاتالوگ جامعی از اجرامی منتشر کنند که تغییرات روشنایی قابل توجهی را در داده‌های نیووایز نشان می‌دهند. پاز، اکنون کارمند کلتک است.