AIで宇宙探査を革新(Exploring Space with AI)

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2025-04-11 カリフォルニア工科大学(Caltech)

カリフォルニア工科大学(Caltech)の研究により、地元の高校生マテオ・パズ氏が開発したAIアルゴリズムを用いて、宇宙空間でこれまで知られていなかった150万個の天体を発見しました。この成果は、NASAの退役赤外線望遠鏡NEOWISEの膨大なデータから変光天体を特定することで達成されました。パズ氏の研究は『Astronomical Journal』に単著で掲載され、科学コンテスト「Regeneron Science Talent Search」で25万ドルの最優秀賞を受賞しました。彼のAIモデルは、天文学だけでなく、株式市場の分析や大気汚染の予測など、他分野への応用も期待されています。現在、パズ氏はCaltechのIPACで研究助手として勤務し、宇宙探査におけるAIの可能性を広げています。

<関連情報>

NEOWISE単一露出データベースから変数候補を抽出するためのサブミリ秒フーリエとウェーブレットに基づくモデル A Submillisecond Fourier and Wavelet-based Model to Extract Variable Candidates from the NEOWISE Single-exposure Database

Matthew Paz
The Astronomical Journal  Published: 2024 November 7
DOI:10.3847/1538-3881/ad7fe6

AIで宇宙探査を革新(Exploring Space with AI)

Abstract

This paper presents VARnet, a capable signal-processing model for rapid astronomical time series analysis. VARnet leverages wavelet decomposition, a novel method of Fourier feature extraction via the finite-embedding Fourier transform, and deep learning to detect faint signals in light curves, utilizing the strengths of modern GPUs to achieve submillisecond single-source run time. We apply VARnet to the Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer (NEOWISE) single-exposure database, which holds nearly 200 billion apparitions over 10.5 yr of infrared sources on the entire sky. This paper devises a pipeline in order to extract variable candidates from the NEOWISE data, serving as a proof of concept for both the efficacy of VARnet and methods for an upcoming variability survey over the entirety of the NEOWISE data set. We implement models and simulations to synthesize unique light curves to train VARnet. In this case, the model achieves an F1 score of 0.91 over a four-class classification scheme on a validation set of real variable sources present in the infrared. With ∼2000 points per light curve on a GPU with 22 GB of VRAM, VARnet produces a per-source processing time of <53 μs. We confirm that our VARnet is sensitive and precise to both known and previously undiscovered variable sources. These methods prove promising for a complete future survey of variability with the Wide-field Infrared Survey Explorer, and effectively showcase the power of the VARnet model architecture.

1600情報工学一般
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