NASA 前沿发展实验室 (FDL) 利用人工智能技术寻找地外智慧生命

人类是宇宙中唯一的智慧生物吗?其他星球上是否存在智慧生物?如果存在,它们会是什么样子?

NASA 前沿开发实验室 (FDL) 的研究人员表示,诸如此类的深层次问题可以通过“人工智能”这项人类最伟大的科技发展成果之一来寻找答案。

在一个为期八周、由人工智能技术助推的快速实验和迭代项目期间,NASA FDL 组建了一支跨学科团队,让他们在各自的办公室里设计原型、处理数据,探索最后的疆界,大胆进入可能从未有研究者涉足的领域。

为此,Google Cloud 与 NASA FDL 研究人员进行合作,提供指导、计算资源和人工智能专业知识,指引他们搜索可能存在有待发现的智慧生物的系外行星(即存在于我们太阳系以外的世界)。

系外行星挑战

搜寻系外行星,一次性分析数百万非常不易察觉的光线波动模式

NASA 专门用于搜寻系外行星的凌日系外行星巡天卫星(Transiting Exoplanet Survey Satellite,简称 TESS)会将他们在整个宇宙范围内的搜索结果转换为复杂的数据难题。每隔 27 天,TESS 都会扫描天空的一个部分,捕捉在系外行星绕其恒星轨道运行过程中产生的数百万次微小的光波动,接连不断地生成 TB 级的原始数据。对研究人员而言,要仔细梳理所有这些数据确实是个不小的挑战。

NASA FDL 团队依靠 Google Cloud AutoML 来检测这些庞大数据集中的规律,Google Cloud AutoML 包含了一套专为专业知识有限的人员简化机器学习流程而设计的工具。研究人员利用 Cloud AutoML 的资源来去除假正例,快速对光变曲线进行分类,并识别他们之前未曾注意的关键变量。

从数据到行星

“机器学习技术可以在瞬间告诉我们哪些是行星,哪些不是。”系外行星团队中的天文学家 Hugh Osborn 表示。

研究人员很快就注意到了 Cloud Auto ML 的优势。以前,研究人员执行一次检索需要花几天时间,准确率为 94%。而借助以 Compute Engine 为基础的 Cloud Auto ML,他们只需几秒钟就能完成一次检索,且准确率达到 96%。更让 NASA FDL 研究团队满意的是,使用 Cloud Auto ML 可以同时执行数百个检索。

天体生物学挑战

设想其他行星上的生命,需从研究我们自己开始

天体生物学研究的是其他行星上的生命,但该学科存在一个重大的限制因素:地球是其唯一的参考点。地球是已知存在智慧生命的唯一一个行星,因此 NASA FDL 的科学家们利用地球的生物数据作为基础,设想其他行星上的生命形态及其可能居住的环境。

利用 Compute Engine、Cloud Machine Learning Engine、Google Kubernetes Engine、Cloud Dataflow 和其他 Cloud 产品,NASA FDL 的研究人员首次得以统一数以百计的不同天体生物数据集,以理清头绪,寻找有意义的规律。反过来,这些规律可以帮助研究人员更好地设想宇宙中可能存在的各种生命。

研究人员还生成了数以百万计的数据点,用于模拟生命对行星和大气的影响。他们将这些数据用于训练机器学习模型,以检测其他行星上可利用未来新的仪器和卫星测量到的生命特征。

了解我们在宇宙中的位置
外星地表

将数据集以及灵感传递给未来的 NASA FDL 团队

NASA FDL 仍在继续执行寻找外星生命的任务。研究团队通过为期 8 周的夏季研究计划取得了丰硕成果,未来将继续利用相同的技术和数据集,在此基础上再接再厉。

借助 Google Cloud 在速度、规模和智能方面的优势,NASA FDL 越来越接近找到我们最基础的几个问题的答案,同时为广大科技界人士提供启发。

在 8 周时间里生成的所有天体生物数据集都将公开,让其他研究人员可以对模型进行迭代,进行更深入的探索并不断向前推进,直到我们与其他行星上的智慧生命形式成功接触为止。

NASA FDL 的研究人员在不断突破探索、想象与知识的极限。在 Google Cloud 的助力下,他们可以继续前行,搜寻在本文撰写之时仍待发现的那个真相。

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