Искусственный интеллект помог «навести порядок» в наблюдениях за Солнцем
Ученые разработали метод глубокого обучения, объединивший десятилетия разрозненных наблюдений за Солнцем в единую детализированную модель. Алгоритм корректирует погрешности инструментов, компенсирует их ограничения и позволяет взглянуть на нашу звезду в новом свете.
Солнечные телескопы постоянно совершенствуются, что позволяет получать все более детальные изображения Солнца. Однако с появлением очередного поколения этих приборов возникает и новая проблема — учет различий в получаемых данных: сравнивать самые последние наблюдения и исторические, охватывающие порой несколько десятилетий, становится все труднее. Кроме того, из-за несоответствий в разрешении, калибровке приборов и качестве данных возникают сложности при изучении долговременных изменений на Солнце и редких солнечных явлений.
Ученые из Грацского университета в Австрии и их коллеги из Сколковского института науки и технологий (Сколтех) в России и Высокогорной обсерватории Национального центра атмосферных исследований США (HAO NSF NCAR) разработали новую систему методов глубокого обучения (Instrument-To-Instrument translation — ITI), которая помогает решить проблему различий между историческими и новыми наблюдениями. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
«Используя генеративные состязательные сети, мы разработали метод, позволяющий транслировать данные наблюдений за Солнцем с одного прибора на другой, даже если эти приборы никогда не использовались одновременно», — рассказывает сотрудник Высокогорной обсерватории Национального центра атмосферных исследований США и первый автор исследования Роберт Яролим. С помощью предложенного метода система на базе ИИ способна выявлять и переносить свойства самых последних наблюдений на более старые данные.
Архитектура модели основана на двух соперничающих нейросетях: первая искусственно ухудшает качество изображений, вторая — восстанавливает их до эталонного уровня. Методика использует реальные наблюдения, точно моделируя специфические искажения каждого инструмента. Обученная таким образом система преобразует старые зашумленные данные в изображения высокого разрешения, сопоставимые с современными космическими наблюдениями. При этом алгоритм сохраняет все физически значимые детали, что критически важно для научного анализа долгосрочной эволюции Солнца.
Предложенная методика была опробована на нескольких наборах данных: так, с ее помощью удалось объединить данные за 24 года космических наблюдений, повысить разрешение снимков полного диска Солнца, снизить атмосферный шум в изображениях Солнца, полученных с Земли, и даже оценить величину магнитных полей на дальней стороне Солнца с использованием только данных наблюдений в экстремальном ультрафиолете.
«ИИ не может заменить реальные наблюдения, но он может помочь извлечь максимум полезной информации из уже существующих данных, — продолжает Яролим. — В этом ключевая практическая ценность нашего метода». Совмещая современные высококачественные наблюдения с историческими данными, алгоритм создает единую согласованную картину. Такой подход не просто улучшает старые снимки — он открывает новые возможности для изучения долгосрочной эволюции Солнца.
«Этот проект наглядно показывает, как современные вычисления могут вдохнуть новую жизнь в архивные данные, — добавляет соавтор исследования, директор Центра системного проектирования Сколтеха, доцент Сколтеха Татьяна Подладчикова. — Наша работа выходит за рамки простого улучшения старых изображений: мы создаем универсальный язык для изучения эволюции Солнца. Благодаря высокопроизводительным вычислениям Сколтеха, мы обучили ИИ-модели, которые выявляют скрытые взаимосвязи в десятилетиях солнечных наблюдений, обнаруживая закономерности в масштабе нескольких солнечных циклов. В конечном счете мы строим будущее, где каждое наблюдение — прошлое или будущее — будет говорить на едином научном языке».
Telegram 
Дзен 
VK Изучив данные о скорости изменения температур ледяных спутников пятой и шестой планеты системы, астрономы обнаружили, что она слишком высока для по-настоящему ледяной поверхности. Оказалось, что эти тела покрыты материалом, по своим свойствам резко отличающимся от земного льда.
Вначале Reuters опубликовал статью о взаимоотношениях SpaceX и Пентагона, которую миллиардер --- традиционно для его отношений с этим изданием — назвал фейком. Опровергая ее тезисы, он обнародовал информацию, не представленную ранее публично.
Черные дыры, возможно, не такие «сломанные» объекты, как считалось полвека. Автор нового исследования показал, что даже в рамках Общей теории относительности черная дыра может избежать сингулярности — точки, где законы физики перестают работать. Если он прав, новая теория гравитации для «спасения» физики внутри космических «монстров» не понадобится.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Вначале Reuters опубликовал статью о взаимоотношениях SpaceX и Пентагона, которую миллиардер --- традиционно для его отношений с этим изданием — назвал фейком. Опровергая ее тезисы, он обнародовал информацию, не представленную ранее публично.
Провинция Цзянсу была процветающим центром медицинской практики в Китае во времена династии Мин (1368-1644 годы нашей эры). Микроскопический анализ крошечных частиц на поверхности хирургических ножниц и пинцета из гробницы китайского врача помог выявить следы вещества, получаемого из ядовитого растения, которое, по мнению исследователей, применялось как местная анестезия во время операций.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно