FIND研究员∶李启荣
人类为了探索宇宙,需要依靠电脑的力量,来计算庞大的天文数据,以及运算宇宙航行的方向;另外,人类依靠望远镜、人造卫星来拍摄宇宙图像,或用电波望远镜来搜集宇宙电波并合成影像,让人类能一探宇宙奥秘。
现在随著人工智慧的进步,原本需要大量资源运算的超级电脑,可以用AI生成式内容(AI-generated contents, AIGC)来代劳,节省运算时间、降低系统效能负担,让人类一窥宇宙的真实面貌,解开宇宙的深奥谜团。
【技术发展背景】
自从哈伯太空望远镜出现後,人类的视野就延伸到成千上万光年以外的银河系,以及伸手不见五指的黑洞,让人类能更进一步认识宇宙的奥妙。
例如黑洞具有将光线扭曲的特性,需要靠侦测涟漪状扩散的「重力波(Gravity wave)」来捕捉光线被吸进黑洞的流向;早期观察黑洞的技术较为原始,成像的品质较为模糊,天文学的观测技术的改善,需要等待未来技术成熟度增长、技术水准到位之後,才能继续进行研究。
【技术介绍与应用现况】
2019年人类首次拍摄到M87星系中的疑似「黑洞」的身影後,天文学家观察到中心处有一处由外而内形成的甜甜圈形状「洞口」,但因为当年技术较为原始,仅留下模糊的影像;2023年天文学家再次研究了同样的M87「黑洞」照片,并利用AI技术来加强解析度和重新上色,让黑洞的轮廓比当时的照片更为清晰可见,更深入了解黑洞的原理。
图 1 M87星系出现的黑洞,分别为2019原始照片(左)、2023经AI重新演算之照片(右)
资料来源∶《中国时报》江飞宇, 2023
另外,美国政府所属的「阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory)」,结合来自IBM、Nvidia等AI领域大厂,共同研究黑洞产生的「重力波」,原本在2017年需要一个月才能算完的数据,在今年导入AI之後就变成只需七分钟就能算完,运算的结果还跟当初一样正确无误。
【未来展望/挑战】
在AIGC展现强大的运算和分析能力之後,除了让天文学家找出宇宙的真实面貌以外,也大幅减少了冗长且繁琐的运算过程;未来AI在太空探险所扮演的角色上,除了分析和运算天文学影像以外,也能用於宇宙探索上,实现自主航行、自主探勘的任务,让宇宙探险比以往更安全、更高效率。
封面图片来源∶123RF
参考资料∶
1.江飞宇. (2023年4月13日). 天文学家借助AI修改黑洞照片 清晰度增加. 撷取自 中国时报: https://www.chinatimes.com/realtimenews/20230413005257-260408?chdtv
2.李建兴. (2021年8月11日). 科学家使用人工智慧迅速侦测重力波. 撷取自 ITHome: https://www.ithome.com.tw/news/146127