** المصدر: ** المرصد الفلكي الوطني التابع لأكاديمية العلوم الصينية
الأشياء مختلطة ، ولدت خلقيًا. وحيد! الاستقلال لا يتغير ، لا يموت تشو شون.
"تاو تي تشينج"
* الصورة 1. التحديق في الكون (تم إنشاؤه بواسطة أداة Unbounded AI) *
منذ العصور القديمة ، كان لدى البشر تخيلات لا نهاية لها حول السماء المرصعة بالنجوم الشاسعة ، وهم دائمًا في رحلة استكشاف. في السنوات الأخيرة ، مع التطور السريع للعلم والتكنولوجيا ، قام البشر بتسريع وتيرة استكشاف الكون. باستخدام المعدات والتكنولوجيا المتقدمة ، كشف علماء الفلك عن ظواهر مذهلة مثل موجات الجاذبية والثقوب السوداء والمادة المظلمة والطاقة المظلمة ، والتي حسنت بشكل كبير فهمنا للكون.
منذ عام 2011 ، شهدت تقنية الذكاء الاصطناعي (AI) تطورًا سريعًا ، ونجحت في سد الفجوة التكنولوجية بين العلم والتطبيق ، وحققت إنجازات كبيرة في تصنيف الصور ، والتعرف على الكلام ، والإجابة على أسئلة المعرفة ، والقيادة بدون سائق ، وما إلى ذلك. من التنمية النشطة. في مجال علم الفلك ، يتسارع تطبيق الذكاء الاصطناعي عامًا بعد عام. من خلال إحصائيات الأوراق البحثية المتعلقة بالذكاء الاصطناعي في أبحاث علم الفلك على arXiv ، تبين أن عدد الأوراق البحثية قد ارتفع من 46 في عام 2013 إلى 2328 في عام 2022 ، بزيادة قدرها 50 مرة في عشر سنوات.
* الشكل 2. عدد مقالات الذكاء الاصطناعي المنشورة عن فيزياء arxiv في السنوات العشر الماضية (النتائج الإحصائية للبحث في التعلم الآلي أو التعلم العميق أو الكلمات الرئيسية للشبكة العصبية في العنوان) *
لقد دخل علم الفلك في عصر العينات المتعددة النطاقات والعينات الكبيرة والمحتوى العالي من المعلومات ، وأصبحت كمية البيانات التي تم إنشاؤها بواسطة التلسكوبات وأدوات المراقبة الأخرى حقًا "شخصية فلكية". تُستخدم تقنية الذكاء الاصطناعي على نطاق واسع في علم الفلك ، وقد تطورت خوارزمياتها من التعلم الآلي التقليدي إلى التعلم العميق ، وتراوحت مهام التحليل من البسيط إلى المعقد. مع التحسين المستمر لهيكل الشبكة العصبية ، تم تحسين قدرة نموذج الذكاء الاصطناعي في استخراج الميزات وتمثيلها بشكل كبير. لقد تمكنا الآن من تحديد الأجسام الباهتة بشكل مباشر مثل المجرات ذات السطوع المنخفض (كما هو موضح في الشكل 3) والأقزام L (كما هو موضح في الشكل 4) من الصور الضوئية. هذه الأجسام هي من أضعف المجرات والنجوم التي يمكن تمييزها في صور الضوء المرئي.
* الشكل 3. استخدم الذكاء الاصطناعي للبحث عن المجرات ذات السطوع المنخفض الجانبي (المصدر: Xing Yongguang ، Yi Zhenping ، Shandong University) *
* الشكل 4. استخدام الذكاء الاصطناعي للبحث عن الأقزام L (المصدر: Cao Zhi، Yi Zhenping، Shandong University) *
تمثل ولادة ChatGPT إنجازًا كبيرًا في مجال الذكاء الاصطناعي وتعتبر علامة فارقة في إطلاق جولة جديدة من ثورة الذكاء الاصطناعي. ChatGPT هو نتيجة مزيج من النموذج الكبير والبيانات الضخمة. في مجال علم الفلك ، تم تجميع قدر كبير من بيانات المراقبة ، وبدعم من الخوارزميات وقوة الحوسبة ، سيدخل علم الفلك أيضًا في عصر ثورة الذكاء الاصطناعي ، والتي من المحتمل أن تحدث تغييرات تخريبية.
يمكن لنموذج تحليل البيانات الكبيرة المعمول به استخراج معلومات أكثر ثراءً ودقة من البيانات الفلكية الضخمة. على سبيل المثال ، يمكنه اكتشاف الأجرام السماوية المختلفة وتصنيفها تلقائيًا مباشرة من الصور ، ودمج البيانات تلقائيًا من نطاقات متعددة ، وتوفير معلمات موثوقة لسمات الجسم السماوي ، وإنشاء مخططات إحصائية تلقائيًا.
يوضح الشكل 5 إطارًا لمهام تسميات الصور ، ويتألف من شبكة عصبية تلافيفية (CNN) وشبكة عصبية متكررة (RNN). يمكن للنموذج تحديد الأشياء في الصور ووصف محتوى الصور بالكلمات ، أي من خلال نموذج الذكاء الاصطناعي ، يتمتع الكمبيوتر بالقدرة على "رؤية الصور والتحدث". يتضمن هذا النوع من المهام وضعي معلومات مختلفين للصورة ونص الوصف.كيفية جعل نموذج الذكاء الاصطناعي يستفيد بشكل كامل من المعلومات متعددة الوسائط والتفاعل هو أيضًا اتجاه للبحث في المستقبل.
* الشكل 5. إطار عمل وصف الصورة *
بمساعدة وصف الصورة والتقنيات الأخرى ، يمكن تحليل الصور الفلكية تلقائيًا ، ويمكن تقديم نتائج الملاحظات بطرق مباشرة وودية مثل النص والصور والصوت. يوضح الشكل 6 مخططًا تخطيطيًا لتحليل صورة تلقائيًا من Dark Energy Camera Heritage Sky Survey وإنشاء تعليقات نصية.
* الشكل 6. استخدم نموذج AI الكبير للتعرف تلقائيًا على الأجرام السماوية في الصور الفلكية ، وإنشاء أوصاف نصية وكتالوجات النجوم. (المصدر: Bi Mingxuan، Shandong University) *
سيساعد الذكاء الاصطناعي أيضًا في تسريع اكتشاف الظواهر الجديدة والقوانين الجديدة. باستخدام خوارزميات الذكاء الاصطناعي ، من المتوقع أن تحدد بكفاءة الاتجاهات والارتباطات المخفية في البيانات الفلكية الضخمة. على سبيل المثال ، يمكن أن يؤدي استخدام خوارزميات الذكاء الاصطناعي إلى التعرف بسرعة على الإشارات الضعيفة المتعلقة بالكواكب الخارجية ، وذلك للعثور على حضارات ذكية شبيهة بحضارات الأرض ، وهذا هو الوجود المحتمل في مجرة درب التبانة المحسوب وفقًا لمعادلة دريك. ستزودنا مثل هذه الاكتشافات بأدلة مهمة لكشف ألغاز كوننا.
* الشكل 7. معادلة دريك المستخدمة لتقدير الحضارة الفضائية الشبيهة بالأرض في مجرة درب التبانة *
بالإضافة إلى ذلك ، سيتم استخدام الذكاء الاصطناعي على نطاق واسع في المراقبة الآلية للتلسكوبات ، والتي يمكنها تحديد الأجرام السماوية ذات الأهمية في التلسكوب في الوقت الفعلي والمساعدة في تحديد الأولويات لمزيد من عمليات المراقبة. تسمح هذه الأتمتة لعلماء الفلك بمراقبة السماء بكفاءة والاستجابة بسرعة للأحداث العابرة.
نتطلع إلى إنشاء نموذج ذكاء اصطناعي فلكي أكثر ذكاءً من ChatGPT في المستقبل القريب ، وبالتالي تحرير علماء الفلك من مهام معالجة البيانات المملة وتمكينهم من التركيز أكثر على البحث العلمي. في ذلك الوقت ، قد يكون أول شيء لعلماء الفلك بعد الذهاب إلى العمل كل يوم هو شرب القهوة أثناء الاستماع إلى تقرير مساعد الذكاء الاصطناعي ، والحصول على نتائج تحليل مساعد الذكاء الاصطناعي في جميع الاتجاهات من خلال الصوت أو الصور أو أشرطة فيديو.
دعونا نتطلع إلى هذه الحقبة الرائعة معًا!
* الشكل 8. رسم تخطيطي لمساعد الذكاء الاصطناعي المستقبلي (المصدر: الإنترنت) *
عن المؤلف
يي تشنبينغ ، الأستاذ المساعد بجامعة شاندونغ ، والمشرف الرئيسي ، ورئيس فريق البيانات الفلكية الضخمة بجامعة شاندونغ. ملتزمون بالبحث متعدد التخصصات في علم الفلك وعلوم الكمبيوتر ، وتطبيق خوارزميات الذكاء الاصطناعي لتحسين قدرات التحليل التلقائي والذكي للبيانات الفلكية.
شاهد النسخة الأصلية
المحتوى هو للمرجعية فقط، وليس دعوة أو عرضًا. لا يتم تقديم أي مشورة استثمارية أو ضريبية أو قانونية. للمزيد من الإفصاحات حول المخاطر، يُرجى الاطلاع على إخلاء المسؤولية.
كيف سيغير الذكاء الاصطناعي علم الفلك؟
** المؤلف: يي تشنبينغ **
** المصدر: ** المرصد الفلكي الوطني التابع لأكاديمية العلوم الصينية
منذ العصور القديمة ، كان لدى البشر تخيلات لا نهاية لها حول السماء المرصعة بالنجوم الشاسعة ، وهم دائمًا في رحلة استكشاف. في السنوات الأخيرة ، مع التطور السريع للعلم والتكنولوجيا ، قام البشر بتسريع وتيرة استكشاف الكون. باستخدام المعدات والتكنولوجيا المتقدمة ، كشف علماء الفلك عن ظواهر مذهلة مثل موجات الجاذبية والثقوب السوداء والمادة المظلمة والطاقة المظلمة ، والتي حسنت بشكل كبير فهمنا للكون.
منذ عام 2011 ، شهدت تقنية الذكاء الاصطناعي (AI) تطورًا سريعًا ، ونجحت في سد الفجوة التكنولوجية بين العلم والتطبيق ، وحققت إنجازات كبيرة في تصنيف الصور ، والتعرف على الكلام ، والإجابة على أسئلة المعرفة ، والقيادة بدون سائق ، وما إلى ذلك. من التنمية النشطة. في مجال علم الفلك ، يتسارع تطبيق الذكاء الاصطناعي عامًا بعد عام. من خلال إحصائيات الأوراق البحثية المتعلقة بالذكاء الاصطناعي في أبحاث علم الفلك على arXiv ، تبين أن عدد الأوراق البحثية قد ارتفع من 46 في عام 2013 إلى 2328 في عام 2022 ، بزيادة قدرها 50 مرة في عشر سنوات.
لقد دخل علم الفلك في عصر العينات المتعددة النطاقات والعينات الكبيرة والمحتوى العالي من المعلومات ، وأصبحت كمية البيانات التي تم إنشاؤها بواسطة التلسكوبات وأدوات المراقبة الأخرى حقًا "شخصية فلكية". تُستخدم تقنية الذكاء الاصطناعي على نطاق واسع في علم الفلك ، وقد تطورت خوارزمياتها من التعلم الآلي التقليدي إلى التعلم العميق ، وتراوحت مهام التحليل من البسيط إلى المعقد. مع التحسين المستمر لهيكل الشبكة العصبية ، تم تحسين قدرة نموذج الذكاء الاصطناعي في استخراج الميزات وتمثيلها بشكل كبير. لقد تمكنا الآن من تحديد الأجسام الباهتة بشكل مباشر مثل المجرات ذات السطوع المنخفض (كما هو موضح في الشكل 3) والأقزام L (كما هو موضح في الشكل 4) من الصور الضوئية. هذه الأجسام هي من أضعف المجرات والنجوم التي يمكن تمييزها في صور الضوء المرئي.
تمثل ولادة ChatGPT إنجازًا كبيرًا في مجال الذكاء الاصطناعي وتعتبر علامة فارقة في إطلاق جولة جديدة من ثورة الذكاء الاصطناعي. ChatGPT هو نتيجة مزيج من النموذج الكبير والبيانات الضخمة. في مجال علم الفلك ، تم تجميع قدر كبير من بيانات المراقبة ، وبدعم من الخوارزميات وقوة الحوسبة ، سيدخل علم الفلك أيضًا في عصر ثورة الذكاء الاصطناعي ، والتي من المحتمل أن تحدث تغييرات تخريبية.
يمكن لنموذج تحليل البيانات الكبيرة المعمول به استخراج معلومات أكثر ثراءً ودقة من البيانات الفلكية الضخمة. على سبيل المثال ، يمكنه اكتشاف الأجرام السماوية المختلفة وتصنيفها تلقائيًا مباشرة من الصور ، ودمج البيانات تلقائيًا من نطاقات متعددة ، وتوفير معلمات موثوقة لسمات الجسم السماوي ، وإنشاء مخططات إحصائية تلقائيًا.
يوضح الشكل 5 إطارًا لمهام تسميات الصور ، ويتألف من شبكة عصبية تلافيفية (CNN) وشبكة عصبية متكررة (RNN). يمكن للنموذج تحديد الأشياء في الصور ووصف محتوى الصور بالكلمات ، أي من خلال نموذج الذكاء الاصطناعي ، يتمتع الكمبيوتر بالقدرة على "رؤية الصور والتحدث". يتضمن هذا النوع من المهام وضعي معلومات مختلفين للصورة ونص الوصف.كيفية جعل نموذج الذكاء الاصطناعي يستفيد بشكل كامل من المعلومات متعددة الوسائط والتفاعل هو أيضًا اتجاه للبحث في المستقبل.
بمساعدة وصف الصورة والتقنيات الأخرى ، يمكن تحليل الصور الفلكية تلقائيًا ، ويمكن تقديم نتائج الملاحظات بطرق مباشرة وودية مثل النص والصور والصوت. يوضح الشكل 6 مخططًا تخطيطيًا لتحليل صورة تلقائيًا من Dark Energy Camera Heritage Sky Survey وإنشاء تعليقات نصية.
سيساعد الذكاء الاصطناعي أيضًا في تسريع اكتشاف الظواهر الجديدة والقوانين الجديدة. باستخدام خوارزميات الذكاء الاصطناعي ، من المتوقع أن تحدد بكفاءة الاتجاهات والارتباطات المخفية في البيانات الفلكية الضخمة. على سبيل المثال ، يمكن أن يؤدي استخدام خوارزميات الذكاء الاصطناعي إلى التعرف بسرعة على الإشارات الضعيفة المتعلقة بالكواكب الخارجية ، وذلك للعثور على حضارات ذكية شبيهة بحضارات الأرض ، وهذا هو الوجود المحتمل في مجرة درب التبانة المحسوب وفقًا لمعادلة دريك. ستزودنا مثل هذه الاكتشافات بأدلة مهمة لكشف ألغاز كوننا.
بالإضافة إلى ذلك ، سيتم استخدام الذكاء الاصطناعي على نطاق واسع في المراقبة الآلية للتلسكوبات ، والتي يمكنها تحديد الأجرام السماوية ذات الأهمية في التلسكوب في الوقت الفعلي والمساعدة في تحديد الأولويات لمزيد من عمليات المراقبة. تسمح هذه الأتمتة لعلماء الفلك بمراقبة السماء بكفاءة والاستجابة بسرعة للأحداث العابرة.
نتطلع إلى إنشاء نموذج ذكاء اصطناعي فلكي أكثر ذكاءً من ChatGPT في المستقبل القريب ، وبالتالي تحرير علماء الفلك من مهام معالجة البيانات المملة وتمكينهم من التركيز أكثر على البحث العلمي. في ذلك الوقت ، قد يكون أول شيء لعلماء الفلك بعد الذهاب إلى العمل كل يوم هو شرب القهوة أثناء الاستماع إلى تقرير مساعد الذكاء الاصطناعي ، والحصول على نتائج تحليل مساعد الذكاء الاصطناعي في جميع الاتجاهات من خلال الصوت أو الصور أو أشرطة فيديو.
دعونا نتطلع إلى هذه الحقبة الرائعة معًا!
عن المؤلف
يي تشنبينغ ، الأستاذ المساعد بجامعة شاندونغ ، والمشرف الرئيسي ، ورئيس فريق البيانات الفلكية الضخمة بجامعة شاندونغ. ملتزمون بالبحث متعدد التخصصات في علم الفلك وعلوم الكمبيوتر ، وتطبيق خوارزميات الذكاء الاصطناعي لتحسين قدرات التحليل التلقائي والذكي للبيانات الفلكية.