Questa IA potrebbe prevedere 10 anni di priorità scientifiche, se lo lasciamo fare

La signora Tech

Ogni 10 anni, Gli astronomi statunitensi devono prendere alcune decisioni difficili. Delineato in un piano chiamato il Indagine decennale sull'astronomia e l'astrofisica , una serie di studi prodotti dalle accademie nazionali di scienze, ingegneria e medicina, queste decisioni determinano le priorità scientifiche del prossimo decennio per il campo.

Il Decadal Survey ha posto le basi per grandi balzi nell'esplorazione spaziale dall'inizio degli anni '60. Il settimo report, chiamato Astro2020, è atteso per la fine di questo mese. Le comunità scientifiche, gli istituti di finanziamento e persino il Congresso fanno riferimento a questi rapporti per prendere decisioni su dove investire tempo e denaro.

Rapporti precedenti hanno annunciato importanti progetti, tra cui la costruzione e il lancio di grandi telescopi spaziali e lo studio di fenomeni estremi come supernove e buchi neri. L'ultimo rapporto, doppiato Astro2010 , ha persino approfondito la natura dell'energia oscura.

Poiché il Decadal Survey è uno studio di consenso, i ricercatori che desiderano che il loro progetto venga preso in considerazione devono presentare le loro proposte con più di un anno di anticipo. Tutte le proposte vengono prese in considerazione e tutte (questa volta sono più di 500) sono a disposizione del pubblico .

Quest'anno, gli argomenti discussi vanno dall'esplorazione delle lune di Giove alla creazione di strategie di difesa planetaria contro eventi accaduti una volta ogni 1.000 anni come il sorvolo di un grande asteroide chiamato Apophis. Intanto alcuni ricercatori vogliono dare un'occhiata più da vicino al ns proprio punto blu pallido .

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Il comitato di indagine, che riceve input da una serie di comitati più piccoli, tiene conto di una quantità enorme di informazioni per creare strategie di ricerca. Sebbene le accademie non rilasceranno la raccomandazione finale del comitato alla NASA per alcune settimane, gli scienziati non vedono l'ora di sapere quale delle loro domande riuscirà a farcela e quale sarà omessa.

Il Decadal Survey aiuta davvero la NASA a decidere come guiderà il futuro della scoperta umana nello spazio, quindi è davvero importante che siano ben informati, afferma Brant Robertson , professore di astronomia e astrofisica alla UC Santa Cruz.

Un team di ricercatori vuole utilizzare l'intelligenza artificiale per semplificare questo processo. La loro proposta non è per una specifica missione o linea di interrogatorio; piuttosto, dicono, la loro IA può aiutare gli scienziati a prendere decisioni difficili su quali altre proposte dare priorità.

L'idea è che addestrando un'IA per individuare le aree di ricerca che stanno crescendo o diminuendo rapidamente, lo strumento potrebbe rendere più facile per i comitati e i gruppi di indagine decidere cosa dovrebbe fare l'elenco.

Quello che volevamo era avere un sistema che svolgesse gran parte del lavoro svolto dal Decadal Survey e che consentisse agli scienziati che lavorano al Decadal Survey di fare ciò che sanno fare meglio, afferma Harley Thronson , uno scienziato senior in pensione presso il Goddard Space Flight Center della NASA e autore principale della proposta .

Sebbene i membri di ciascun comitato siano scelti per la loro esperienza nei rispettivi campi, è impossibile per ogni membro cogliere le sfumature di ogni tema scientifico. Il numero di pubblicazioni di astrofisica aumenta del 5% ogni anno, secondo gli autori. È molto da elaborare per chiunque.

È qui che entra in gioco l'IA di Thronson.

Ci è voluto poco più di un anno per costruirlo, ma alla fine il team di Thronson è stato in grado di addestrarlo su oltre 400.000 ricerche pubblicate nel decennio precedente al sondaggio Astro2010. Sono stati anche in grado di insegnare all'IA a setacciare migliaia di abstract per identificare aree sia a basso che ad alto impatto da frasi tematiche di due e tre parole come il sistema planetario o il pianeta extrasolare.

Secondo il white paper dei ricercatori, l'IA ha riprodotto con successo sei temi di ricerca popolari degli ultimi 10 anni, tra cui un aumento fulmineo nella ricerca sugli esopianeti e l'osservazione delle galassie.

Uno degli aspetti più difficili dell'intelligenza artificiale è che a volte predice, escogita o analizzerà cose che sono completamente sorprendenti per gli umani, afferma Thronson. E questo lo abbiamo visto molto.

Thronson e i suoi collaboratori pensano che il comitato direttivo dovrebbe usare la loro intelligenza artificiale per aiutare a rivedere e riassumere la grande quantità di testo che il pannello deve vagliare, lasciando gli esperti umani a fare l'ultima chiamata.

La loro ricerca non è la prima a provare a utilizzare l'IA per analizzare e plasmare la letteratura scientifica. Sono già state utilizzate altre IA per aiutare gli scienziati nella revisione tra pari lavoro dei loro colleghi.

Ma si potrebbe affidargli un compito importante e influente come il Decadal Survey?

Robertson della UC Santa Cruz concorda sul fatto che l'enorme quantità di ricerche astronomiche dovrebbe essere catalogata in qualche modo. Ma dice che mentre l'idea di utilizzare l'IA per assistere con il Decadal Survey è interessante, è troppo presto per dire se è qualcosa su cui gli scienziati dovrebbero fare affidamento.

Penso che ci siano alcuni avvertimenti importanti su come sfruttiamo l'apprendimento automatico, afferma Robertson. Uno dei maggiori problemi con qualsiasi IA è quanto bene gli esseri umani comprendano l'algoritmo e i suoi risultati. In questo caso, potrebbe dirlo la squadra perché la sua IA aveva fatto la scelta tra due argomenti separati ma simili?

E gli esseri umani potrebbero essere giunti alla stessa conclusione?

Come scienziati, sviluppiamo reputazioni sul fatto che il nostro lavoro sia accurato o corretto. E quindi penso che sia ragionevole che le persone applichino lo stesso tipo di criteri per i risultati di questi sofisticati algoritmi di apprendimento automatico, afferma Robertson.

Thronson e il suo team non hanno cercato di prevedere i risultati del sondaggio di quest'anno. Invece, si stanno concentrando sul determinare dove si trovano le prossime grandi aree dell'astronomia.

Gli strumenti automatizzati probabilmente non verranno ancora utilizzati nei sondaggi decennali per alcuni anni a venire. Ma se il comitato del sondaggio deciderà di integrare l'IA nel suo processo, ciò rappresenterà un nuovo modo per gli scienziati di raggiungere un accordo sui propri obiettivi.

Per ora, Thronson, Robertson e migliaia di altri astronomi dovranno solo aspettare per vedere cosa succederà, alla vecchia maniera.

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