一颗恒星周围最多环绕几颗行星？一直以来，太阳系就是人类所知的行星数量最多的星系。当地时间12月15日，美国国家航空航天局NASA宣布在“行星猎手”开普勒望远镜的数据库中找到了恒星“开普勒－90”周围的第八颗行星，追平太阳系。该星系远在2545光年外的天龙座，八大行星相互距离压缩得更近，俨然是迷你版的太阳系。人工智能在此功不可没，尽管此前机器学习技术已被运用于搜索开普勒望远镜数据库，但最新研究证明，在捕捉遥远天体发出的最微弱信号方面，神经网络技术大有可为。
NASA携手人工智能探测太空
几千年来，人们仰望头顶的星空，夜以继日地记录所见所得，并从中发现宇宙的秘密。几个世纪以来的研究帮助人们认识到，像太阳系这样有众多行星围绕一颗恒星的星系在宇宙中并不是唯一的。
本次新发现的系外行星名为Kepler-90i，这是一颗小质量的岩石行星，由于距离恒星很近，公转周期仅有大约14.4天，因此可以想象其地表温度极高。本次发现的另一个亮点在于，这一成果是借助谷歌公司的机器学习技术实现的。机器学习技术的本质在于计算机通过人工智能技术实现“自我学习”。在这一案例中，计算机学会了如何对开普勒望远镜获得的海量数据中搜寻疑似的系外行星信号。
美国宇航局天体物理学部门主管保罗·赫兹（Paul Hertz）表示：“正如我们所料，在我们之前已经分析过的开普勒望远镜数据中仍然隐藏着令人兴奋的新发现，等待着采用合适的新工具或者新技术去揭示它。”他说：“这一发现表明我们的这些数据在未来多年内都将是开展创新研究的珍贵宝藏。”
美国宇航局的开普勒望远镜会记录系外行星从恒星前方经过导致的恒星亮度轻微下降现象，这种亮度下降信号可以让科学家们间接推算出行星的存在以及这颗行星的很多物理性质。在这次发现中，研究人员克里斯托佛·沙律（Christopher Shallue）和安德鲁·范德伯格（Andrew Vanderburg）训练一台计算机学习如何去对开普勒望远镜获得的海量恒星亮度数据进行分析，并从中检测那些可能暗示有系外行星存在的异常信号。受到人脑中神经元之间连接方式的启发，科学家利用人工“神经网络”技术，利用计算机系统的强大计算能力对开普勒望远镜获取的海量数据进行自动化筛选，并最终在已经被归档的数据中发现了一个此前在进行人工分析时被忽略的微弱异常信号，最终证明这是天龙座方向上，恒星开普勒-90周围存在的第八颗行星。
事实上，在此之前机器学习的技术就已经被运用于对开普勒望远镜数据库的分析当中，相关研究已经显示出其在查询海量数据中隐藏的细微信号方面所具备的优势。
google的AI如何高效工作
谷歌的这项AI技术是什么？神经网络技术。神经网络的构筑理念是受到生物（人或其他动物）神经网络功能的运作启发而产生的人工智能技术。神经网络已经被用于解决各种各样的问题，这些问题都是很难被传统基于规则的编程所解决的，例如机器视觉和语音识别。神经元在通过简单计算后将相关信息传递给下一级的神经元进行继续处理，以此类推。通过这种方式，计算机可以学会识别猫猫狗狗。当然，通过学习开普勒太空望远镜的光线信号，也可以用来识别地外行星。
开普勒望远镜所收集的数据是什么？先来了解地外行星侦测法——凌日法。如果一颗行星从母恒星盘面的前方横越时，将可以观察到恒星的视觉亮度会略微下降一些，这颗恒星变暗的程度取决于行星相对于恒星的大小。开普勒太空望远镜使用的就是凌日法，望远镜在长时间里对超过十万颗恒星进行监视，扫描并记录每一颗恒星在不同位置的亮度变化。这种呈U形的明暗信号变化模式通过白色的线条来表示。
这项技术为何能高效处理这些数据以此来发现“第二个太阳系”？以往，天文学家寻找系外行星的主要途径是通过自动化软件（使用的是特定编程，不具备AI的智能学习系统）或人工来对大量产生于开普勒望远镜的数据进行分析。过去四年，开普勒望远镜每30分钟拍摄一张照片，创造了约140亿个数据点。这140亿个数据点可以转化为大约2万亿个可能的行星轨道！对于计算能力最强大的计算机来说，这样的分析也是一个浩大的工程，而且会非常耗时。为了让这样的分析过程更快更有效，研究人员们转向了机器学习。
研究人员通过训练神经网络，让计算机学会了识别行星从恒星前方横越时产生的微弱信号，在使用这种技术对已知的670个多行星系统的扫描过程中，发现了行星开普勒90i——恒星开普勒-90周围发现的第8颗行星（位于第六轨道）。至此，人类在太阳系外发现第一个由8个行星构成的行星系，也就是第二个太阳系。
人工智能将成为人类探索宇宙的新工具
人工智能技术还能做些什么呢？研究人员正在研发一些新的工具。比如有关专家就在进行类似于身份识别的工作，对星系进行分类。还有一些科学家则在帮助梳理数据流，寻找有趣的信号，比如一个神经网络，可以消除来自于无线电望远镜的人为干扰，帮助科学家寻找到更有价值的信号。而更多的应用是用来识别脉冲恒星，定位异常的外行星，或者提高天文望远镜的图像分辨率。简而言之，人工智能还有大量的潜在应用价值。
天文学家不再每天晚上“孤单”地观察某个行星，而是用精密的机械装置取代，直接收集来自太空大量的数据。有关天文学家表示，更好的望远镜和更好的数据库，要比以往任何时候处理的数据都要多。对一些天文学家来说，人工智能的潜力不仅仅是数据库排查，还可以用来创造信息，填补我们对宇宙的盲点。
（根据搜狐网、腾讯网有关资料整理）
责任编辑：冷 超
