online.muni.cz Přejít na hlavní obsah

Kupu galaxií na fotce brzy rozpoznáme automaticky

Matejova vedoucí ze Španělska by chtěla se studentem nadále spolupracovat a vytvořit společně neuronovou síť, která bude umět kupy galaxií na fotografiích jak detekovat, tak klasifikovat.

Úplnou náhodou narazil student Přírodovědecké fakulty MU Matej Kosiba na stáž vypsanou Evropskou kosmickou agenturou, která jako by byla přesně pro něj.

Tým vědců ze španělského výzkumného střediska Evropské kosmické agentury tehdy hledal studenta, jenž by na půlroční stáži vytvořil umělou neuronovou síť, která by na fotografiích vesmíru automaticky rozpoznala kupu galaxií.

Podobných prestižních stáží každoročně vypisuje Evropská kosmická agentura asi 30 a hlásí se na ně stovky studentů z celé Evropské unie. „Měl jsem neskutečné štěstí, protože projekt vypsaný španělskou pobočkou úplně přesně navazoval na to, co jsem dělal v bakalářské práci. Díky tomu mě tam asi i vzali,“ myslí si student.

Matej v bakalářské práci zreprodukoval šest let starou neuronovou síť Sandera Dielemana, která dokáže určit typ galaxie na fotografii. „Následně jsem vyzkoušel několik vylepšení, která se v oblasti neuronových sítí objevila od vytvoření Dielemanovy sítě. Úspěšnost mnou zreprodukované sítě se pohybovala mezi 85 až 90 procenty,“ přibližuje student svou práci, na níž intenzivně pracoval deset měsíců.

A stáž také přinesla výsledky. Matejova vedoucí ze Španělska by chtěla se studentem nadále spolupracovat a vytvořit společně neuronovou síť, která bude umět kupy galaxií na fotografiích jak detekovat, tak klasifikovat. „Náš současný projekt dokáže pouze říct, jestli je na fotografii kupa galaxií, nebo ne. To se sice dá použít i pro jejich detekci, ale je to časově mnohem náročnější, než kdybychom naprogramovali neuronovou síť, která přímo určí polohu a taky pravděpodobnost, s jakou se jedná o kupu galaxií.“

Neuronové sítě zažívají v současné době velký rozmach a podle studenta mají pro astrofyziku velký a zatím plně nevyužitý potenciál – zvlášť, když za pár let budou mít vědci k dispozici terabajty snímků hlubokého vesmíru získaných během jedné noci, které už nebude možné procházet ručně, ale jedině pomocí technologií.

„Je velmi obtížné ručně naprogramovat jednotlivé šablony pro různé typy objektů, které jsou mezi kandidáty na kupy galaxií, a následně je správně klasifikovat. A v tom právě spočívá využití neuronových sítí, které se samy na datech naučí najít specifické šablony, podle kterých klasifikují objekty do různých skupin,“ vysvětluje student.

Pro neuronové sítě jsou klíčová trénovací data, jež student doteď získával od vědců. Součástí jeho stáže ale bylo vytvořit také popularizační projekt pro veřejnost v rámci vědecké platformy Zooniverse, kde se mohou dobrovolníci zapojit do klasifikování vesmírných snímků a pomoci tím vědcům najít kandidáty na kupy galaxií.

Zapojit se může i ten, kdo o astronomii vůbec nic neví. Projekt The Hunt for Galaxy Clusters, který je možné najít na internetu, dobrovolníkům vysvětlí úplné základy. Vědcům na platformě Zooniverse pomáhají miliony dobrovolníků.

Student se ze stáže, na kterou získal finanční podporu z programu Erasmus+ i od Evropské kosmické agentury, vrátil na začátku září. V tomto školním roce ho čeká psaní vědeckého článku o projektu, který zpracuje i v magisterské diplomce.

Masarykova univerzita | Masaryk university