Ученые используют искусственный интеллект для обнаружения гравитационных волн

08.07.2021 Когда в 2015 году гравитационные волны были впервые обнаружены усовершенствованной обсерваторией гравитационных волн с лазерным интерферометром (LIGO), они вызвали в научном сообществе ликование, поскольку подтвердили еще одну теорию Эйнштейна и положили начало гравитационно-волновой астрономии. Пять лет спустя были обнаружены многочисленные источники этого явления, включая первое наблюдение двух сталкивающихся нейтронных звезд в гравитационных и электромагнитных волнах. Поскольку LIGO и ее международные партнеры продолжают повышать чувствительность своих детекторов к гравитационным волнам , они смогут исследовать больший объем Вселенной, тем самым сделав обнаружение источников гравитационных волн повседневным явлением. Этот поток открытий откроет эру точной астрономии, которая учитывает явления внесолнечных посыльных, включая электромагнитное излучение, гравитационные волны, нейтрино и космические лучи. Однако реализация этой цели потребует радикального переосмысления существующих методов, используемых для поиска и обнаружения гравитационных волн. Недавно ученый-вычислитель и руководитель отдела трансляционного искусственного интеллекта (AI) Элиу Хуэрта из Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США (DOE) совместно с сотрудниками из Чикагского университета, Иллинойского университета в Урбана-Шампейн, NVIDIA и IBM разработали новую инфраструктуру искусственного интеллекта промышленного масштаба, которая позволяет ускоренное, масштабируемое и воспроизводимое обнаружение гравитационных волн. Новая структура указывает на то, что модели ИИ могут быть такими же чувствительными, как традиционные алгоритмы сопоставления шаблонов, но на порядки быстрее. Кроме того, для этих алгоритмов AI потребуется только недорогой графический процессор (GPU), аналогичный тем, которые используются в системах видеоигр, для обработки расширенных данных LIGO быстрее, чем в реальном времени. Ансамбль ИИ, использованный для этого исследования, обработал целый месяц – август 2017 года – расширенных данных LIGO менее чем за семь минут, распределяя набор данных по 64 графическим процессорам NVIDIA V100. Искусственный интеллект, использованный командой для этого анализа, идентифицировал все четыре слияния бинарных черных дыр, ранее идентифицированных в этом наборе данных, и не сообщил об ошибочной классификации. «Меня как ученого-информатика захватывают в этом проекте, – сказал Ян Фостер, директор подразделения Argonne Data Science and Learning (DSL) –  рабочие процессы ученых, позволяющие им выполнять свою работу быстрее и лучше, увеличивая, а не заменяя человеческий интеллект “. Привлекая разрозненные ресурсы, эта междисциплинарная и мультиинституциональная команда сотрудников опубликовала в журнале Nature Astronomy статью, в которой демонстрирует управляемый данными подход, объединяющий коллективные суперкомпьютерные ресурсы команды для обеспечения воспроизводимого, ускоренного обнаружения гравитационных волн с помощью ИИ. «В этом исследовании мы использовали объединенную мощь ИИ и суперкомпьютеров, чтобы помочь своевременно решать актуальные эксперименты с большими данными. Сейчас мы делаем исследования ИИ полностью воспроизводимыми, а не просто выясняем, может ли ИИ предоставить новое решение серьезных проблем”, – говорит Уэрта. Основываясь на междисциплинарном характере  проекта, команда с нетерпением ожидает новых приложений этой управляемой данными среды, выходящей за рамки задач, связанных с большими данными в физике.   Материал с сайта:  https://phys.org/news/2021-07-scientists-artificial-intelligence-gravitational.html The post Ученые используют искусственный интеллект для обнаружения гравитационных волн appeared first on Поиск - новости науки и техники.