Ғарыштағы ең экстремалды құбылыстар – қара құрдымдардың соқтығысуы немесе жұлдыздардың жарылысы сияқты оқиғалар – кеңістік пен уақыттың толқынын, яғни гравитациялық толқындарды туындатады. Бұл толқындарды ашу ғылымға ғаламды зерттеудің жаңа терезесін ашты. Алайда оларды бақылау үшін аса жоғары дәлдікпен жұмыс істейтін детекторлар қажет. Мұндай құрылғыларды жобалау – ғылым үшін әлі күнге дейін күрделі міндет. Макс Планк атындағы Жарық ғылымдары институтының (MPL) зерттеушілері жасанды интеллект (ЖИ) жүйесін пайдалана отырып, детектор құрылымдарының шексіз кеңістігін зерттеудің тың жолдарын қарастыруда, деп хабарлады Physical Review X журналында.
Эйнштейн болжаған, ЖИ дамытқан
Гравитациялық толқындар алғаш рет теория жүзінде Альберт Эйнштейн тарапынан 100 жылдан астам уақыт бұрын болжанған болатын. Алайда олар тек 2016 жылы ғана тікелей тіркелді – себебі мұндай толқындарды анықтай алатын құралдарды жасау орасан күрделі болды. Доктор Марио Кренн жетекшілік ететін MPL-дегі «Жасанды ғалымдар зертханасы» зерттеу тобы, әйгілі LIGO (лазерлік интерферометрлік гравитациялық толқын обсерваториясы) жобасымен бірлесе отырып, «Урания» атты жаңа жасанды интеллект алгоритмін әзірледі. Бұл алгоритм – гравитациялық толқындарға арналған интерферометрлік детекторларды жобалауға бағытталған.
Интерферометрия – толқындардың өзара қабаттасуын (интерференциясын) қолдану арқылы өлшеу жүргізетін әдіс. Жаңа детекторды жасау үшін құрылымның макеті мен параметрлерін дәл оңтайландыру қажет. Ғалымдар бұл тапсырманы үздіксіз оңтайландыру есебіне айналдырып, оны заманауи машиналық оқыту тәсілдерінің көмегімен шешті.
Урания – стандарттан тыс шешімдер көзі
Нәтижесінде жасанды интеллект адам жасаған жобалардан асып түсетін көптеген жаңа эксперименттік құрылымдарды ұсынды. Бұл жобалар болашақ детекторлардың сигналдарды қабылдау мүмкіндігін бірнеше есеге арттыра алады. «Урания» тек бұрыннан белгілі тәсілдерді қайталаған жоқ, ол бұрын-соңды қолданылмаған, қалыптан тыс жаңа шешімдер де ұсынды. Бұл технологиялық серпілістер детекторлық ғылымға тың серпін беруі мүмкін.
«Біз алгоритмді екі жылдай дамытып, іске қосқаннан кейін ондаған жаңа шешімдерді таптық. Олар адам жасаған жобалардан тиімдірек болып шықты. Сол сәтте өзімізге: Адамдар неге мән бермеді, машинаның артықшылығы неде? деген сұрақ қойдық», – дейді доктор Кренн.
Ғылым мен машинаның тоғысқан тұсы
Ғалымдар енді жасанды интеллект ұсынған әдістерді терең зерттеуге кіріскен. Бұл шешімдердің көпшілігі олар үшін әлі де түсініксіз. Зерттеушілер тиімділігі жоғары 50 жобаны жинақтап, оларды «Детектор хайуанаттар бағы» атты ашық ғылыми платформада жариялады. Жақында жарияланған бұл жұмыс жасанды интеллекттің жаңа детекторлық конструкцияларды ашып қана қоймай, зерттеушілерге тың теориялық және практикалық идеялар ұсынуға қабілетті екенін көрсетеді. Бұл ғылымның келешегі үшін үлкен маңызға ие. «Біз ғылымның жаңа кезеңіне аяқ бастық – енді машиналар адам ақылынан тыс шешімдер ұсына алады. Адамның міндеті – машинаның не істегенін түсіну. Бұл – болашақтағы ғылымның басты құрамдас бөлігіне айналатыны сөзсіз», – дейді Кренн.