|
ИИ переосмысливает методы обнаружения гравитационных волн
|
|
|
|
Экстремальные космические явления, такие как столкновение черных дыр или взрывы звезд, могут вызывать рябь в пространстве-времени, так называемые гравитационные волны. Их открытие открыло новое окно во Вселенную. Чтобы наблюдать за ними, требуются сверхточные детекторы, но их разработка остается серьезной научной задачей для людей.
|
|
|
|
Исследователи из Института науки о свете имени Макса Планка (MPL) работали над тем, как система искусственного интеллекта могла бы исследовать невообразимо обширное пространство возможных конструкций, чтобы найти совершенно новые решения. Результаты были недавно опубликованы в журнале Physical Review X.
|
|
|
|
Более ста лет назад Эйнштейн теоретически предсказал гравитационные волны. Непосредственно обнаружить их удалось только в 2016 году, поскольку разработка необходимых детекторов была чрезвычайно сложной задачей.
|
|
|
|
Доктор Марио Кренн, руководитель исследовательской группы Artificial Scientist Lab в MPL, в сотрудничестве с командой LIGO ("Лазерная интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория"), которая успешно построила эти детекторы, разработал алгоритм на основе искусственного интеллекта под названием "Urania" для разработки новых интерферометрических детекторов гравитационных волн.
|
|
|
|
|
|
|
Интерферометрия описывает метод измерения, который использует интерференцию волн, то есть их наложение при встрече. Конструкция детектора требует оптимизации как компоновки, так и параметров. Ученые превратили эту задачу в задачу непрерывной оптимизации и решили ее, используя методы, вдохновленные современным машинным обучением.
|
|
|
|
Они разработали множество новых экспериментальных конструкций, которые превосходят по своим характеристикам самые известные детекторы нового поколения. Эти результаты могут увеличить диапазон обнаруживаемых сигналов более чем на порядок.
|
|
Нонконформизм и креативность - вот что обнаружила компания Urania
|
|
|
|
В своих решениях исследователи заново открыли множество известных методов. Компания Urania также предложила неортодоксальные решения, которые могли бы изменить наше понимание технологии детекторов. "Примерно через два года разработки и запуска наших алгоритмов искусственного интеллекта мы обнаружили десятки новых решений, которые, по-видимому, лучше, чем экспериментальные разработки ученых-людей. Мы спросили себя, что люди упустили из виду по сравнению с машиной", - говорит Кренн.
|
|
|
|
Исследователи расширили свой научный подход, чтобы понять трюки, идеи и методы, созданные с помощью искусственного интеллекта. Многие из них по-прежнему им совершенно чужды. Они собрали 50 наиболее эффективных разработок в общедоступном "Зоопарке детекторов" и предоставили их научному сообществу для дальнейших исследований.
|
|
|
|
Недавно опубликованная работа показывает, что ИИ может разрабатывать новые конструкции детекторов и вдохновлять исследователей-людей на изучение новых экспериментальных и теоретических идей. В более широком смысле, это говорит о том, что ИИ может сыграть важную роль в разработке будущих инструментов для исследования Вселенной, от самых маленьких до самых больших масштабов.
|
|
|
|
"Мы живем в эпоху, когда машины могут находить новые сверхчеловеческие решения в науке, и задача людей - понять, что сделала машина. Это, безусловно, станет очень важной частью будущего науки", - говорит Кренн.
|
|
|
|
Источник
|
