ИИ переосмысливает обнаружение гравитационных волн с помощью инновационных разработок
Иллюстрация первого события гравитационной волны, наблюдаемого LIGO. Обнаруженные формы волн от LIGO Hanford (оранжевый) и LIGO Livingston (синий) наложены под иллюстрации сливающихся черных дыр. Автор: Aurore Simmonet (Sonoma State University), Courtesy Caltech/MIT/LIGO Laboratory
Экстремальные космические события, 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. Для их наблюдения требуются сверхточные детекторы, но их разработка остается серьезной научной задачей для людей.
Исследователи из Института науки о свете Макса Планка (MPL) работали над тем, как система искусственного интеллекта могла бы исследовать невообразимо огромное пространство возможных конструкций, чтобы найти совершенно новые решения. Результаты были недавно опубликованы в журнале Physical Review X.
Более века назад Эйнштейн теоретически предсказал гравитационные волны. Их удалось обнаружить напрямую только в 2016 году, поскольку разработка необходимых детекторов была чрезвычайно сложной.
Доктор Марио Кренн, руководитель исследовательской группы Artificial Scientist Lab в MPL, в сотрудничестве с командой LIGO («Лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория»), которая успешно построила эти детекторы, разработал алгоритм на основе искусственного интеллекта под названием «Урания» для проектирования новых интерферометрических гравитационно-волновых детекторов.
Интерферометрия описывает метод измерения, который использует интерференцию волн, т. е. их суперпозицию при встрече. Конструкция детектора требует оптимизации как компоновки, так и параметров. Ученые превратили эту задачу в непрерывную задачу оптимизации и решили ее с помощью методов, вдохновленных современным машинным обучением.
Они нашли много новых экспериментальных конструкций, которые превосходят самые известные детекторы следующего поколения. Эти результаты имеют потенциал для улучшения диапазона обнаруживаемых сигналов более чем на порядок.
Нонконформист и креатив: вот что открыла Урания
Иску́сственный интелле́кт (ИИ; англ. artificial intelligence, AI) — свойство искусственных интеллектуальных систем выполнять творческие функции, которые традиционно считаются прерогативой человека (не следует путать с искусственным сознанием); наука и технология создания интеллектуальных машин, особенно интеллектуальных компьютерных программ.
Искусственный интеллект связан со сходной задачей использования компьютеров для понимания человеческого интеллекта, но не обязательно ограничивается биологически правдоподобными методами.
Существующие на сегодня интеллектуальные системы имеют довольно узкие области применения. Википедия
Читайте также:ADATA усиливает позиции на рынке корпоративного хранения данныхЕС запускает инициативу «ИИ-гигафабрика»Разработчики Total War: Warhammer 3 сообщили о будущих улучшениях искусственного интеллектаСтэнфордский отчёт: расходы на ИИ сократились, а атаки вырослиAMD анонсирует разработку ИИ 2025
Исследователи расширили свой научный подход, чтобы понять трюки, идеи и методы, обнаруженные ИИ. Многие из них до сих пор им совершенно чужды. Они собрали 50 наиболее эффективных проектов в публичном «Зоопарке детекторов» и предоставили их научному сообществу для дальнейшего исследования.
Недавно опубликованная работа показывает, что ИИ может открывать новые конструкции детекторов и вдохновлять исследователей-людей на изучение новых экспериментальных и теоретических идей. В более широком смысле, она предполагает, что ИИ может играть важную роль в разработке будущих инструментов для исследования Вселенной, от самых маленьких до самых больших масштабов.
«Мы живем в эпоху, когда машины могут открывать новые сверхчеловеческие решения в науке, а задача людей — понять, что сделала машина. Это, безусловно, станет очень важной частью будущего науки», — говорит Кренн.
Больше информации: Mario Krenn et al, Digital Discovery of Interferometric Gravitational Wave Detectors, Physical Review X (2025). DOI: 10.1103/PhysRevX.15.021012
0 комментариев