上海天文臺(tái)攜手華為云，開啟宇宙探索新征程

來源：華為云

作者：華為云

時(shí)間：2021-07-12

浩瀚的星空和神秘的宇宙一直以來是人類探索的目標(biāo)。幾個(gè)世紀(jì)以來，天文學(xué)家不斷建造高性能望遠(yuǎn)鏡，并且改進(jìn)觀測和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，從而擴(kuò)展探索宇宙的廣度和深度。

近日，在2021世界人工智能大會(huì)期間，展區(qū)有一個(gè)“基于人工智能的天體自動(dòng)識(shí)別和分類”展板吸引了眾多參觀者，這是來自于中國科學(xué)院上海天文臺(tái)和華為公司的研發(fā)成果。

人類正在建造史上規(guī)模最大的科學(xué)裝置——平方公里陣列Square Kilometre Array射電望遠(yuǎn)鏡（以下簡稱SKA），SKA將被用來探測宇宙的起源、引力波、暗物質(zhì)和暗能量、星系演化、磁場起源、以及尋找地外文明。SKA的觀測設(shè)施建在澳大利亞和南非，其數(shù)據(jù)處理和科研網(wǎng)絡(luò)將遍布全球。

中國作為SKA核心成員國之一，積極參加SKA天文臺(tái)建設(shè)和SKA區(qū)域中心建設(shè)。在2029年SKA第一階段（10%規(guī)模）建成的時(shí)候，每年就要分析處理600PB的科學(xué)數(shù)據(jù)。

當(dāng)海量天文數(shù)據(jù)已經(jīng)到達(dá)人類無法處理的“極限”，宇宙探索又該如何繼續(xù)？

基于對華為公司創(chuàng)新能力的認(rèn)可，中科院上海天文臺(tái)與華為簽署了SKA項(xiàng)目的戰(zhàn)略合作協(xié)議。基于此協(xié)議，華為將運(yùn)用自身在人工智能（AI）、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、以及高性能計(jì)算的能力，并結(jié)合上海天文臺(tái)在射電天文方面的優(yōu)勢，共同推進(jìn)中國SKA區(qū)域中心的建設(shè)，致力于用云與AI賦能宇宙探索。

在2019年華為全聯(lián)結(jié)大會(huì)開幕式上，華為輪值董事長胡厚崑先生重磅發(fā)布了全球最快AI訓(xùn)練集群Atlas900，總算力達(dá)到256～1024PFLOPS，并展示了華為聯(lián)合上海天文臺(tái)與SKA國際組織共同完成了一個(gè)天文探索的案例。

這個(gè)工作針對天體分類這一經(jīng)典問題，使用深度學(xué)習(xí)方法訓(xùn)練天體識(shí)別的AI模型，在一張有20萬顆星系的星空圖上，Atlas900只用了10秒就完成了以往需要100多天才能完成的天體搜索、歸檔、分類的工作，展示了AI在天文研究中的強(qiáng)大威力。

SKA天文臺(tái)總干事菲利浦·戴蒙德先生高度贊揚(yáng)了上海天文臺(tái)與華為公司的合作，指出“對未知的探索是SKA全球項(xiàng)目的驅(qū)動(dòng)力，AI對SKA海量數(shù)據(jù)快速處理和分析有不可估量的價(jià)值”。

近期，上海天文臺(tái)安濤研究員領(lǐng)導(dǎo)的SKA團(tuán)隊(duì)在“AI+天文”的交叉研究領(lǐng)域有了新突破，發(fā)布了名為“河圖”的搜星工具。“河圖”對深度學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行了改進(jìn)，大幅度提升了網(wǎng)絡(luò)模型的性能，兼顧了識(shí)別精度和計(jì)算成本，對天體識(shí)別的平均精度從之前的81%提高到94%。

“河圖”還增加了圖像中的多尺度特征提取，非常有利于特殊形態(tài)的延展天體識(shí)別，這是傳統(tǒng)軟件不具備的能力。

“河圖”的相關(guān)實(shí)驗(yàn)都是在中國SKA區(qū)域中心原型機(jī)上完成的，這是在華為公司支持下，上海天文臺(tái)牽頭建成的世界上首臺(tái)SKA區(qū)域中心原型機(jī)，連續(xù)兩年入選中國十大天文科技進(jìn)展，也獲得了SKA國際組織的高度評(píng)價(jià)。