20. Dezember 2017 | Allgemein
Posted by aisolab

NASA nutzt Google Künstliche Intelligenz, um den achten Planeten im fernen Sonnensystem zu entdecken

NASA entdeckt Sonnensystem mithilfe Künstlicher Intelligenz von Google

Künstliche Intelligenz von Google hat der NASA geholfen, acht Planeten in einem fernen Sonnensystem zu entdecken. Dieses System ähnelt sehr dem unseren – es könnte dort Leben existieren.

Leben auf einem Kepler 90 Planeten?

Kepler 90 heißt der entdeckte Stern, acht Exoplaneten umkreisen ihn. Das sind Himmelskörper außerhalb unseres Sonnensystems, die um einen fernen Stern kreisen und ähnlich wie die Erde, die Venus, der Mars, der Merkur, der Jupiter und so fort beschaffen sind. Es ist das erste Sonnensystem mit einer so großen Planetenfamilie, das Astronomen je entdeckt haben. Den achten dieser Exoplaneten identifizierte ein neuronales Netzwerk, dessen künstliche Intelligenz – ein Produkt von Google – der NASA bei der Entdeckung half. Dieses Netzwerk durchforstete unermüdlich die Daten, die das Kepler-Weltraumteleskop in großer Menge gesammelt hatte. Es ist nicht ausgeschlossen, dass unter dem Stern Kepler 90 Leben existiert. Die ferne Sonne – immerhin 2.500 Lichtjahre entfernt – ist bislang die einzige uns bekannte, die so viele Himmelskörper wie unsere heimische Sonne um sich versammelt. Die Entdeckung darf also als ungemein spektakulär gelten, anfangs hielten die NASA-Wissenschaftler sie sogar geheim. Spektakulär ist auch der Einsatz der Künstlichen Intelligenz, mit welcher der Fund überhaupt gelang. Die Software trainierte mit Planetensignalen und lernte dabei selbstständig, welche Symptome auf einen Exoplaneten verweisen könnten. Zu sehen sind diese Himmelskörper von der Erde aus nicht, auch nicht mit dem stärksten Teleskop. Vielmehr werden minimale Abdunkelungen von Sternen ausgewertet. Diese können nur durch ihre Trabanten in einer gewissen Größenordnung und mit einer bestimmten Umlaufbahn erzeugt werden. Es muss sich mithin um Exoplaneten, nicht um Kometen oder Asteroiden handeln.

Künstliche Intelligenz: Wie funktionierte sie für astronomische Zwecke?

Die Kepler-Datensätze analysieren üblicherweise Experten in mühevoller Kleinarbeit. Sie entwickeln im Laufe der Zeit handfeste Verweise auf Helligkeitsschwankungen eines Sterns, die auf einen Planetentransit hindeuten. Aus diesen Eckdaten werden dann automatisierte Tests entwickelt, doch auch diese würden für den umfassenden Datenabgleich noch viele Jahrzehnte benötigen, um einen Exoplaneten nachzuweisen. Die geringen Helligkeitsschwankungen können nämlich viele verschiedene Gründe haben. Daher werden kleinere und auch von ihrem Stern relativ weit entfernte Planeten nur sehr schwer entdeckt. Das neuronale Netzwerk hingegen, das Google der NASA zur Verfügung stellte, erhielt als Input 15.000 Planetensignale, die einst Astronomen bestätigt hatten. Anhand dieser Planetensignale trainierte nun die Künstliche Intelligenz, wie ein Signal beschaffen sein muss, um einen wirklichen Exoplaneten anzuzeigen. Das funktioniert sogar mit extrem schwachen Signalen. Die erreichte Genauigkeit des neuronalen Netzwerks liegt inzwischen bei 96 %, das gilt unter Forschern als sensationell.

Die exakte KI-Methode, die bei der Entdeckung des achten Kepler-Planeten namens Kepler 90i angewendet wurde, heißt Deep Learning. Hierbei optimiert ein neuronales Netz über seine hidden layers (Zwischenlagen) permanent seine innere Struktur und kann dadurch seine Lernalgorithmen erweitern und verbessern. Es entsteht ein stabiler Lernerfolg, der für die Auswertung riesiger Datenmengen auch nötig ist. Die NASA-Wissenschaftler können daher Kepler 90i als Merkur-ähnlichen Himmelskörper mit rund 420 °C Oberflächentemperatur und einer Größe von etwa 130 % der Erdgröße beschreiben, der seinen Stern in 14,4 Tagen einmal umkreist – also ein sehr kurzes Jahr hat. Doch mit Deep Learning konnten auch schon der Erde noch ähnlichere Exoplaneten entdeckt werden. Möglicherweise rückt damit der Beweis für außerirdisches Leben in greifbare Nähe.

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