هوش مصنوعی، دید واضح را به تلسکوپ «جیمز وب» بازگرداند

دو دانشجوی مقطع دکتری بدون این که حتی از روی زمین بلند شوند، به بازگرداندن دید دقیق قوی‌ترین رصدخانه فضایی جهان کمک کردند.

به گزارش ایسنا، تلسکوپ فضایی جیمز وب از زمان آغاز کار خود، سهم بزرگی را در اکتشافات فضایی داشته و اکنون هوش مصنوعی به وضوح دید آن کمک کرده است.

به نقل از ساینس دیلی، «لوئیس دسدویگتس»(Louis Desdoigts) که اکنون پژوهشگر پسادکتری در «دانشگاه لیدن»(Leiden University) هلند است و همکارش «مکس چارلز»(Max Charles) با دستاورد جدید خود، سهمی را در علوم فضایی به دست آوردند.

این دو نفر طی دوره دکتری خود در «دانشگاه سیدنی»(University of Sydney) استرالیا، یک راه‌حل نرم‌افزاری نوآورانه ابداع کردند که تاری تصاویر ثبت‌شده توسط تلسکوپ فضایی چند میلیارد دلاری جیمز وب ناسا را ​​​​اصلاح کرد. موفقیت آنها دقت کامل یکی از تجهیزات کلیدی تلسکوپ را بازیابی کرد و به چیزی دست یافت که زمانی به یک ماموریت تعمیر پرهزینه توسط فضانوردان نیاز داشت.

این موفقیت بر پایه تنها قطعه طراحی‌شده جیمز وب توسط استرالیا یعنی «تداخل‌سنج پوشش‌دهنده روزنه»(AMI) بنا شده است. این قطعه که توسط پروفسور «پیتر توتیل»(Peter Tuthill) از دانشکده فیزیک دانشگاه سیدنی و «مؤسسه نجوم سیدنی»(SIfA) ساخته شده است، به ستاره‌شناسان امکان می‌دهد تا تصاویر با وضوح فوق‌العاده بالا را از ستاره‌ها و سیاره‌های فراخورشیدی ثبت کنند. این دستگاه با ترکیب نور تابیده‌شده از بخش‌های گوناگون آینه اصلی تلسکوپ طی فرآیندی که به عنوان «تداخل‌سنجی» شناخته می‌شود، کار می‌کند.

وقتی جیمز وب عملیات علمی خود را آغاز کرد، پژوهشگران متوجه شدند که عملکرد AMI تحت تأثیر اعوجاج‌های الکترونیکی ضعیف در آشکارساز دوربین فروسرخ آن قرار گرفته است. این اعوجاج‌ها به ایجاد تاری جزئی در تصویر منجر می‌شدند که یادآور نقص نوری اولیه کشف‌شده در «تلسکوپ فضایی هابل» بود و باید توسط فضانوردان طی پیاده‌روی‌های فضایی اصلاح می‌شد.

دسدویگتس و چارلز به جای تلاش برای تعمیر فیزیکی، با همکاری پروفسور توتیل و «بن پوپ»(Ben Pope)، دانشیار «دانشگاه مک‌کواری»(Macquarie University) استرالیا، یک روش تنظیم کاملاً مبتنی بر نرم‌افزار و از روی زمین را برای رفع اعوجاج ابداع کردند.

سیستم آنها که «AMIGO» نام دارد، از روش‌های پیشرفته مبتنی بر هوش مصنوعی و شبکه‌های عصبی برای شبیه‌سازی نحوه عملکرد اپتیک و الکترونیک تلسکوپ در فضا استفاده می‌کند. پژوهشگران با شناسایی دقیق مشکلی که در آن بار الکتریکی به آرامی به پیکسل‌های همسایه پخش می‌شود، الگوریتم‌هایی را طراحی کردند که تصاویر را به صورت دیجیتالی اصلاح ‌کرد و عملکرد AMI را به طور کامل بازگرداند.

توتیل گفت: آنها به جای فرستادن فضانوردان برای نصب قطعات جدید موفق شدند مشکلات را با کد حل کنند. این یک نمونه درخشان از چگونگی تأثیر نوآوری استرالیا بر جهان در علوم فضایی است.

نتایج به‌دست‌آمده، قابل توجه بوده‌اند. تلسکوپ فضایی جیمز وب با استفاده از AMIGO، واضح‌ترین تصاویر خود تا به امروز را ارائه داده و اجرام آسمانی کم‌نور را با جزئیات بی‌سابقه‌ای ثبت کرده است. این تصاویر شامل تصاویر مستقیم از یک سیاره فراخورشیدی کم‌نور و یک کوتوله قرمز-قهوه‌ای است که به دور ستاره نزدیک «HD 206893» در فاصله حدود ۱۳۳ سال نوری از زمین می‌چرخد.

یک پژوهش مرتبط به سرپرستی چارلز نیز دقت جدید AMI را بیشتر نشان داد. تلسکوپ فضایی جیمز وب با استفاده از قابلیت تنظیم بهبودیافته خود، تصاویر واضحی را از فوران یک سیاه‌چاله، سطح آتشین قمر «آیو»(Io) سیاره مشتری و بادهای پر از گرد و غبار ستاره «WR 137» تهیه کرد که نشان می‌دهند این تلسکوپ اکنون می‌تواند عمیق‌تر و واضح‌تر از پیش به کاوش بپردازد.

دسدویگتس گفت: این پژوهش، چشم‌انداز تلسکوپ فضایی جیمز وب را دقیق‌تر به تصویر می‌کشد. دیدن این که یک راه‌حل نرم‌افزاری، دامنه علمی تلسکوپ را گسترش می‌دهد و دانستن این که این امر بدون ترک کردن آزمایشگاه امکان‌پذیر بوده، فوق‌العاده ارزشمند است.