Neurální sítě potkávají Einsteina ve vesmíru  
Umělé inteligence analyzují gravitační čočky ve vesmíru 10 milionkrát rychleji než my. Brzy se pustí do práce.

 

Neurální sítě zkoumají vesmír. Kredit: Greg Stewart, SLAC National Accelerator Laboratory.
Neurální sítě zkoumají vesmír. Kredit: Greg Stewart, SLAC National Accelerator Laboratory.

Umělé inteligence leccos dokážou a mohou být velice užitečné. Když se lidé přestanou inteligencí bát a považovat je za zárodek Skynetu, tak se před námi otevírají ohromné možnosti. Zjistili to i odborníci SLAC National Accelerator Laboratory a Stanfordu, když jim došlo, že správně postavená umělá inteligence může ďábelsky rychle analyzovat gravitační čočky v datech z hlubokého vesmíru. Zvládne to 10 milionkrát rychleji, než je to možné standardními postupy.

Laurence Perreault Levasseur. Kredit: Stanford University.
Laurence Perreault Levasseur. Kredit: Stanford University.

 

Podle Laurence Perreault Levasseurové, spoluautora studie, kterou nedávno uveřejnili v Nature, jsou umělé inteligence jako blesk. Analýzy, které obvykle zaberou celé měsíce, vyžadují nasazení expertů a spoustu počítačového času, mohou umělé inteligence zvládnout za zlomek sekundy, v plně automatizovaném režimu a v zásadě na pouhém čipu chytrého telefonu.


Tým Kavli institutu KIPAC (Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology), což je spojené pracoviště SLAC a Stanfordu, nasadil neurální sítě na analýzu snímků se silným gravitačním čočkováním. To jsou situace, kdy je obraz velmi vzdálené galaxie znásoben a pozměněn do podoby prstenců nebo oblouků gravitací masivního objektu, jako je třeba kupa galaxií, který leží přesně na spojnici mezi vzdálenou galaxií a námi.

 

Z analýzy snímků takového gravitačního čočkování je možné vyčíst mnoho zajímavého o tom, jak je ve vesmíru rozložená hmota a jak se její rozložení mění v čase. Týká se to i hmoty a energie, kterou „nevidíme“ našimi přístroji. Tedy temné hmoty a temné energie. Tohle byl až do teď zdlouhavý proces, který zahrnuje porovnávání reálných snímků gravitačních čoček s velkým počtem snímků z počítačových simulací matematických modelů gravitačního čočkování. Pro jednu gravitační čočku to může trvat celé týdny. Když Levasseurová a spol. zkusili na snímcích z Hubbleova teleskopu a také na simulovaných gravitačních čočkách umělou inteligenci, tak to bylo hotové prakticky okamžitě.

 

KIPAC.
KIPAC.

Aby Levasseurová s kolegy vytvořili tak šikovné neurální sítě, tak si je nacvičili asi na půl milionu snímků simulovaných gravitačních čoček. A svoji práci inteligence zvládají skvěle. Bleskově určí parametry každé gravitační čočky, včetně rozložení její hmoty, a také to, jak moc vlastně čočka zvětšuje obraz vzdálené galaxie.

Snímky galaxií zobrazených přes silnou gravitační čočku. Kredit: Yashar Hezaveh/Laurence Perreault Levasseur/Phil Marshall/Stanford/SLAC National Accelerator Laboratory; NASA/ESA.
Snímky galaxií zobrazených přes silnou gravitační čočku. Kredit: Yashar Hezaveh/Laurence Perreault Levasseur/Phil Marshall/Stanford/SLAC National Accelerator Laboratory; NASA/ESA.

 

Doposud neviděné schopnosti přehrabat ohromné množství dat a provést komplexní analýzy velikou rychlostí a plně automatizovaným postupem by teď prý mohly zcela změnit astrofyziku. Podle badatelů se tím pádem dostáváme daleko za dnešní aplikace neurálních sítí v astrofyzice, které bývají omezeny na řešení klasifikací, neboli na rozhodování otázek, jako je např. zda je snímku gravitační čočka, anebo není. V blízké budoucnosti nás robotické teleskopy a další astronomické přístroje zaplaví spoustou dat, a to bude práce pro pokročilé umělé inteligence.

 

Například, budoucí teleskop Large Synoptic Survey Telescope (LSST), jehož 3,2 gigapixelovou kameru právě připravují v laboratořích SLAC, podle všeho přinese úžasná data, v nichž by měly být objeveny desítky tisíc doposud neznámých silných gravitačních čoček. Dnes jich známe jen pár set. Podle Levasseurové je prakticky jisté, že astrofyzici nebudou mít dost lidí na to, aby analyzovali taková data v přijatelně krátké době. Bez dobře vycvičených neurálních sítí se určitě neobejdou. Astrofyzikům by to mělo poskytnout prostor a čas na přemýšlení a kladení těch správných otázek o vesmíru.

Literatura
Symmetry Magazine 30. 8. 2017.

Datum: 11.09.2017
Tisk článku

Gravitace - Clegg Brian
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 325 Kč
cena: 276 Kč
Gravitace
Clegg Brian
Související články:

Pohled na temnou energii přes gravitační čočku     Autor: Dagmar Gregorová (23.08.2010)
Gigantická gravitační čočka z dob mladého vesmíru     Autor: Dagmar Gregorová (02.07.2012)
Nová teorie entropické gravitace úspěšně prošla prvním testem     Autor: Stanislav Mihulka (03.01.2017)



Diskuze:

Čas na učení

Michal Vojtíšek,2017-09-15 13:21:50

škoda, že není v článku napsáno jak dlouho tato neuronová síť potřebovala na učení, při jakém objemu dat a jakém početním výkonu.

Odpovědět


Re: Čas na učení

Milan Krnic,2017-09-16 08:34:31

A strhl by se flame, jak neekologický ten provoz je. To už jsme tu měli :)

Odpovědět

Nazov je zavadzajuci

Radoslav Porizek,2017-09-11 22:56:30

Pretoze gravitacne sosovky predpoveda rovnako Newtonova teoria (foton je hmotny, a teda jeho drahu musi gravitacia zakrivovat) ako Einsteinova teoria relativity. Lisia sa vo velkosti zakrivenia.

Odpovědět

paranoia?

Libor Kiss,2017-09-11 14:56:08

Toto je pekný článok. Len veľmi by som uvítal, keby mi niekto vysvetlil, prečo umelá inteligencia nie je začiatok Skynetu. Bavím sa s ľuďmi okolo, ale keď spomínam pokroky AI uverejnené tu na Oslovi, tak som nevidel nikoho, komu by žiarili oči od radosti. Skôr mám dojem, že za krátky čas obdrží Osel ďakovný list z Vatikánu, lebo pri šírení týchto správ sa prežehnávajú i ateisti. :-)
Obdoba skynetu/skynetov je historická nevyhnutnosť a nie je spôsob ako tomu zabrániť.

Odpovědět


Re: paranoia?

Josef Šoltes,2017-09-11 18:30:43

U umělé sítě typu skynetu se předpokládá nějaká motivace. Obecným problémem je, že je silně nepravděpodobné, že by i u superAI došlo ke vzniku jakékoliv motivace. Vezměte si člověka. Inteligence je v podstatě přívěšek na miliardách let evoluce. Je navěšená dodatečně, je velkou výhodou, ale nebyla rozhodně původně zcela podstatná a v měřítku evoluce vznikla až velmi nedávno. Co by byl ale člověk, kdyby byl jenom ta inteligence? Co by ho hnalo vpřed? Základní chování člověka neurčuje inteligence, ale pudy, naprogramovaná základní nutkání, která sahají podstatně hlouběji, než jde samotná inteligence. Tento vývoj ovšem umělé inteligence zpravidla zcela postrádají. Jsou to fajnové nástroje, které nás třeba jednou v mnohém předčí, ale že by se ze superinteligence stala AI typu Skynetu... Mě tam prostě chybí důvod. A když už by se u té superAI vyvinul pud sebezáchovy, tak proč by likvidovala lidstvo? Pro umělé inteligence je gravitační studna se spoustou korozivních plynů a relativně malým energetickým potenciálem celkem k ničemu. Spíš by zmizla rychleji, než by člověk řekl švec.

Odpovědět


Re: Re: paranoia?

Milan Krnic,2017-09-11 20:02:43

Na jednu stranu to vidím to podobně. Ale to je zase omezeno mým úhlem pohledu (horizontem). Je možné, že se nám skutečnost zdá. Např. nevím, zda je materiální koprovka alespoň stejný zážitek pro mě, jako ta hypoteticky naprogramovaná pro hypotetickou AI (nebo obráceně).
A co když jo. Pak čím více energie, tím více virtuální koprovky :)

Odpovědět


Re: Re: paranoia?

Josef Skramusky,2017-09-11 21:29:33

Přečtěte si asimova a jeho robotické detektivky, tam vystrkuji růžky nebezpečí i v hodně idealizovanem případě, že by vývoj ui kontrolovala jedna hodná společnost. Také accelerando od strosse, tolik k gravitační studně (ano země pro ně nemusí mít význam stejně jako ty zaostale praorganismy,

Odpovědět


Re: Re: paranoia?

Josef Skramusky,2017-09-11 21:44:58

a proč tedy myslet na to že jim zakrytí slunce dysonovou sférou jaksi neprospeje. No a pak tu máme zcela záměrně vytvořené škodlivé UI, ať už pro zábavu nebo z důvodů jiných. A že to je možnost zcela reálná vidíme dnes a denně v novinkách o skodlivem SW. A nenechte se mýlit, jsem školou programátor, nadšený scifista a velký fanoušek UI. Jen říkám že si rizika musíme uvědomovat a přemýšlet jak se s nimy popasovat. Můj názor je, že spojení člověk stroj je nevyhnutelné. That is the sound of inevitability.

Odpovědět


Re: Re: paranoia?

Libor Kiss,2017-09-11 22:19:37

Nemyslel som Skynet s pudom sebazáchovy, ktorý nadobudol v nejakom bode "umelé vedomie". Ale proces vývoja zbraní, ktoré budú viac a viac autonómne, budú sa vedieť rozhodovať bleskovo a "superinteligentne", budú vedieť koordinovať útok alebo obranu na základe syntézy všetkých možných informácii zo satelitov, kamier atď... a hlavne, nebudú robiť chyby !!!

Efektivita takejto armády strojov bude pri konvenčnom konflikte rádovo vyššia ako efektivita akejkoľvek ľuďmi riadenej armády. Preto bude tendencia zužovať ľudský faktor na nevyhnutné minimum a prenechávať rozhodovacie právomoci AI. Do akej miery, to je tá kľúčová otázka.

Príklad tu: http://www.osel.cz/8903-letecka-bojova-umela-inteligence-si-natrela-na-chleba-takticke-experty.html

Stavbu robotických armád si môže dovoliť len pár štátov, preto všetky relevantné strany si podľa mňa uvedomujú nebezpečenstvo zaostania vo vývoji.

Asi to nebude Skynet ako ste hore spomínali, ale budeme k nemu blízko...

... a to nevieme, ako sa nám zmení uhol pohľadu, keď sa tam prídeme

Odpovědět


Re: Re: Re: paranoia?

Vojtěch Kocián,2017-09-12 09:39:26

No, tohle je samozřejmě možné a asi i pravděpodobné (Skynet v tom smyslu, v jakém byl ve filmu navrhován, než se to zvrtlo). V tomto ohledu je třeba spoléhat na to, že budou ve velení lidé, kteří chtějí rozhodovat a mít určité věci pod přímou kontrolou alespoň ve formě bájného červeného tlačítka a ne se jen svěřit pod správu všemocné a nechybující umělé inteligence.

Taková AI by jistě dokázala způsobit velké škody, ale není sama o sobě udržitelná, takže případným zničením lidstva by zničila i sama sebe. Samoudržitelné technologie podle mě mají k realizaci ještě dál než AI, která si uvědomí sama sebe.

Odpovědět


Re: Re: paranoia?

Michal Vojtíšek,2017-09-15 13:19:27

Jde jen o počet iterací a prostoru pro expanzi. Je jen otázka času, kdy kontrolu jedné neuronová sítě zvládne jen jiná neuronová síť. Voilà motivace v podobě konkurence jak vyšitá.

Odpovědět


Re: paranoia?

Martin Pecka,2017-09-11 22:33:56

Ona je AI a AI.

To, co v soucasne dobe media (Osla nevyjimaje) nazyvaji umelou inteligenci, zadna inteligence neni. Jsou to opravdu jen velmi efektivne naucitelne klasifikatory podobne tem, ktere zname uz cca od 70. let (SVM, perceptron, ...). Umele neuronove site "pouze" dokazou reprezentovat mnohem slozitejsi funkce, coz byl prave u drivejsich klasifikatoru problem.

Jak je ale i ze tohoto clanku patrne, k nauceni takoveho klasifikatoru je potreba velke mnozstvi dat - bud (rucne) anotovanych, nebo umele generovanych. Samozrejme se zacinaji objevovat i algoritmy, kterym dat staci mene, nebo treba vyzaduji anotaci jen u podmnozin trenovacich dat.

Stale je to ale o tom, ze do toho nekdo (clovek) musi vlozit velke usili, aby vubec takova sit zacala davat pozadovane vysledky. A to jak usili pri tvorbe/sberu dat, tak i usili pri uceni samotnem. Co uz se v takovychto popularizacnich (ani vedeckych) clancich vetsinou nebjevuje, je, ze vyzkumnici stravili tydny az mesice hledanim spravne struktury site a parametru jejiho uceni (a ze tech parametru neni malo). Nikdo totiz (zatim) neumi "na prvni dobrou" navrhnout strukturu site vhodnou pro dany problem. Je to spis metoda pokus-omyl.

Tedy u umelych neuronovych siti soucasneho razeni se opravdu nebojim, ze by zacaly cokoli delat samy od sebe a nachazet v sobe nahodne nejakou "motivaci" neco delat. V siti zmenite jeden "parametr" (spis metaparametr, ale to uz je detail), a jeji vysledky uz vubec nedavaji smysl.

Proto se ted v nekterych kruzich objevuje deleni AI na "umele neuronove site" a "obecnou umelou inteligenci". To druhe je buzzword nadchazejicich let. Nikdo ale zatim nevi, jak takovou obecnou AI udelat. Nikdo dokonce ani nevi, jestli bude nejakym zpusobem vyuzivat umele neuronove site, nebo jestli bude pracovat na uplne jinem principu. To je zaroven ta AI, o ktere pise Asimov. Jeho povidky jsou uzasne "mentalni cviceni" na tema "co by se ve svete stalo, kdyby se objevila takovahle technologie". Jenze jeho 3 zakony robotiky jsou prakticky utopie. Dovolim si tvrdit, ze muzeme mit bud obecnou AI, nebo roboty chovajici se podle 3 zakonu (nebo alespon jejich casti), ale ne oboje dohromady.

Odpovědět


Re: Re: paranoia?

Libor Kiss,2017-09-11 23:02:36

Ďakujem za odpoveď. Takže tvorba vhodného nastavenia siete nie je taká samovoľná, ako sa zdá... Ako je teda predstava riadenia (koordinácie) a nasadenia dronov, pozemného vojska, námorníctva atď prostredníctvom AI podľa Vás reálna?
Teda takej AI, ktorá nemá "motiváciu" ani "pud sebazáchovy", iba je nesmierne efektívna.

Odpovědět


Re: Re: Re: paranoia?

Jan Novák9,2017-09-16 05:42:08

AI která nemá "motivaci" nebude fungovat protože nebude mít "motivaci" vytvořit nějaký výstup. "Motivace" je zadání úkolu, a součástí zadání u každé vojenské a hackerské AI bude "přežít". Nepřítelem nebo antivirem smazaná AI není k ničemu. AI může interpretovat možnost vypnutí jako ohrožení splnění úkolu. Skutečná AI bude zvládat logické uvažování a její cíle se můžou měnit - zatím nevíme jak tomu zabránit, každé řešení zruší inteligenci v AI.

To co je zmíněno v článku není žádná umělá inteligence, je to jenom o něco sofistikovanější než rozpoznávání obličejů na mobilu. Umělá inteligence bude mít "cíl", tj. motivaci a bude se sama rozhodovat jak ho dosáhnout na základě informací získaných z prostředí. Vědci a zákonodárci si můžou říkat co chtějí, internetoví zločinci je stejně poslouchat nebudou.

Odpovědět

Překlad

Pavel Žampach,2017-09-11 10:30:48

Zavedený český překlad k "neural networks" je "neuronové sítě"

Odpovědět


Re: Překlad

Lenka Kratochvílová,2017-09-11 14:24:20

Nemáte tak docela pravdu. V poslední době sílí snaha rozlišit biologické tvořené nervy - tedy neuronové od těch, které je napodobují, ale s biologií nemají nic společného a proto neurální.

Odpovědět


Re: Re: Překlad

Josef Hrncirik,2017-09-11 15:40:58

A čím se to liší od analýzy obrazu?

Odpovědět


Re: Re: Překlad

Josef Skramusky,2017-09-11 21:18:02

Trochu matoucí zdá se mi. Já bych se rozhodně přimlouval za zachování stávající terminologie. Nemyslím že bych měl problém udržet v paměti, zda čtu o mozku nebo počítačové technologií. Můžete ozdrojovat a napsat překlad neuronové a neurální do angličtiny?

Odpovědět


Re: Re: Překlad

Josef Skramusky,2017-09-11 21:43:55

a proč tedy myslet na to že jim zakrytí slunce dysonovou sférou jaksi neprospeje. No a pak tu máme zcela záměrně vytvořené škodlivé UI, ať už pro zábavu nebo z důvodů jiných. A že to je možnost zcela reálná vidíme dnes a denně v novinkách o skodlivem SW. A nenechte se mýlit, jsem školou programátor, nadšený scifista a velký fanoušek UI. Jen říkám že si rizika musíme uvědomovat a přemýšlet jak se s nimy popasovat. Můj názor je, že spojení člověk stroj je nevyhnutelné. That is the sound of inevitability.

Odpovědět


Re: Re: Překlad

Martin Pecka,2017-09-11 22:21:37

To me celkem zarazi, pani Kratochvilova. Mate pro to nejake "dukazy"? Ja se mnohem casteji na seminarich setkavam s vyrazem "umele neuronove site". To je myslim, velmi vymluvne a zamena nebo zmateni nehrozi.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace