Como é que a Inteligência Artificial (IA) torna a astronomia mais rápida e mais potente?
A inteligência artificial é um termo abrangente e tem várias aplicações. Os astrónomos têm vindo a utilizar a IA para estudar os corpos celestes, tornando o seu trabalho mais rápido e mais fácil.
A astronomia tem uma longa história de procura de padrões entre grandes volumes de dados, descobertas não intencionais e uma relação estreita entre teoria e observação.
As redes neuronais mais frequentemente utilizadas pelos astrónomos permitem que o computador aprenda sobre todas as ligações num conjunto de dados de treino e depois aplique essa informação a conjuntos de dados reais.
As imprecisões, os primeiros planos desordenados, os poluentes, os artefactos e o ruído abundam nas fotografias astronómicas em bruto. É necessário muito trabalho para processar e limpar estas fotografias de modo a torná-las apresentáveis e valiosas para a investigação científica. Este trabalho é normalmente efetuado, em parte, por sistemas automatizados e, em parte, manualmente.
A inteligência artificial na astronomia
Os astrónomos estão a utilizar cada vez mais a inteligência artificial para analisar os dados e remover quaisquer partes desnecessárias das fotografias para produzir um resultado claro.
Por exemplo, em abril de 2023, foi aplicado um "makeover" de aprendizagem automática a uma imagem de 2019 do buraco negro supermassivo no centro da galáxia Messier 87 (M87), produzindo uma imagem significativamente mais nítida da estrutura do buraco negro.
Outro exemplo é quando os astrónomos alimentam os algoritmos das redes neuronais com imagens de galáxias e fornecem aos algoritmos as regras de classificação das galáxias recém-descobertas. As classificações existentes foram criadas manualmente, quer pelos próprios investigadores, quer através de projetos voluntários de ciência cidadã.
Com um conjunto de treino, a rede neutra pode identificar automaticamente as galáxias em dados reais, de forma significativamente mais rápida e menos propensa a erros do que a classificação manual.
Os astrónomos podem também utilizar a IA para limpar as fotografias do espaço captadas por telescópios terrestres, incluindo as interferências óticas devidas à atmosfera da Terra.
IA para procurar de vida extraterrestre
Foi recentemente desenvolvido um teste preciso para detetar a presença de vida extraterrestre, com uma taxa de precisão de 90%, de acordo com uma equipa de cientistas liderada por Robert Hazen, da Carnegie, e por Jim Cleaves, académico convidado do Instituto de Tecnologia de Tóquio e do Instituto Espacial Blue Marble para a Ciência.
A sua técnica baseada na inteligência artificial distinguiu entre amostras de origem biológica do presente e do passado. O novo teste determina com exatidão se algo que alguma vez foi vivo fez parte do passado de uma amostra.
Hazen afirma que este método analítico amplamente utilizado pode revolucionar a procura de vida extraterrestre e aumentar a nossa compreensão da química e da origem da primeira vida na Terra. Permite que sensores inteligentes em naves espaciais robóticas, rovers e landers procurem sinais de vida antes de as amostras serem transmitidas para a Terra.
O método analítico revolucionário não se baseia apenas na identificação de um grupo químico ou composicional específico numa amostra; em vez disso, identifica variações mínimas nos padrões moleculares de uma amostra, tal como revelado pela pirólise, análise de cromatografia gasosa - que separa e identifica as partes de uma amostra, seguida de espetrometria de massa - que determina os pesos moleculares desses componentes. O estudo demonstrou como a IA pode distinguir entre amostras bióticas e abióticas.