Google DeepMind разработала систему искусственного интеллекта, которая может ознаменовать переломный момент в астрономии гравитационных волн. Опубликованная 3 сентября в журнале Science, инновационная ИИ-техника Deep Loop Shaping продемонстрировала способность снижать нежелательные шумы в Лазерном Интерферометре Обсерватории Гравитационных Волн (LIGO) в 30–100 раз по сравнению с традиционными методами.
Сотрудничество между Google DeepMind и исследователями Калтеха, а также Итальянского Института Наук Gran Sasso было сосредоточено на контроле микроскопических вибраций зеркал LIGO массой 40 килограммов, которые могут маскировать сигналы гравитационных волн. Эти вибрации, часто вызываемые далекими океанскими волнами и сейсмической активностью, долгое время ограничивали чувствительность обсерватории к обнаружению космических событий.
Метод Deep Loop Shaping использует обучение с подкреплением, чтобы научить алгоритм искусственного интеллекта лучше стабилизировать зеркала LIGO. «Мы предоставили обучающие данные, а Google DeepMind провели симуляции. По сути, они запускали десятки виртуальных LIGO параллельно», — объяснил Рана Адхикари, профессор физики Калифорнийского технологического института и соавтор исследования. Система работает как продвинутый вариант наушников с шумоподавлением, но решает фундаментальную проблему: традиционные системы управления сами создают шипящий звук, когда пытаются компенсировать вибрации.
Прорыв в области искусственного интеллекта нацелен, в частности, на шумы в диапазоне частот от 10 до 30 герц, что критически важно для обнаружения слияний более массивных черных дыр и раннего улавливания моментов их слияния. Именно в этом частотном диапазоне знаменитые «мурлыканья» гравитационных волн начинают звучать, прежде чем перейти к более высоким частотам.
Повышенная чувствительность может позволить LIGO обнаруживать ранее скрытые типы чёрных дыр, включая чёрные дыры промежуточной массы, которые являются связующим звеном между чёрными дырами звёздной массы и сверхмассивными чёрными дырами. Кристофер Випф, научный сотрудник по исследованию гравитационных волн в Калтехе, описал эту технологию как «инструмент, который меняет представление о возможностях наземных детекторов».
За текущий четвёртый наблюдательный цикл LIGO уже обнаружил более 200 слияний чёрных дыр, и сейчас обсерватория идентифицирует примерно одно такое событие каждые три дня. Недавнее обнаружение самого массивного слияния чёрных дыр на сегодняшний день в июле 2025 года подчёркивает растущие возможности обсерватории.
Ведущий автор Йонас Бухли из Google DeepMind назвал Deep Loop Shaping «революционной, потому что она способна снизить уровень шума в самой нестабильной и самой сложной системе обратной связи в LIGO». Система ИИ была протестирована на LIGO в течение одного часа в качестве концептуального доказательства, а исследователи планируют более длительные испытания и более широкое внедрение в системах LIGO.
Даннаятехнология может также найти применение за пределами детектирования гравитационных волн. По словам исследователей Google DeepMind, Deep Loop Shaping может использоваться для «подавления вибраций, шумоподавления и работы с высокодинамичными или нестабильными системами, важными для аэрокосмической отрасли, робототехники и строительного проектирования».
Комментариев нет:
Отправить комментарий