5.2.1 Galaxy Zoo

Galaxy Zoo-agwakọta ná mgbalị nke ọtụtụ ndị na-abụghị ọkà ọrụ afọ ofufo were a nde galaxies.

Galaxy Zoo-eto n'otu nsogbu pụta chere ihu Kevin Schawinski, a gụsịrị akwụkwọ na-amụrụ na Astronomy na Mahadum Oxford na 2007. mfe na ezi a bit, Schawinski nwere mmasị ụyọkọ kpakpando, na ụyọkọ nwere ike ime nkewa ha morphology-elliptical ma ọ bụ gburugburu-ma site ha na agba-acha anụnụ anụnụ ma ọ bụ ọbara ọbara. N'oge ahụ, ot amamihe n'etiti enyocha mbara igwe bụ na gburugburu ụyọkọ kpakpando, ka anyị na Milky Way, ndị acha anụnụ anụnụ na agba (na-egosi na nwata) na na elliptical ụyọkọ kpakpando ndị red na agba (na-egosi agadi). Schawinski obi abụọ a na a na-. Ọ enyo enyo na mgbe ụkpụrụ a pụrụ ịbụ eziokwu n'ozuzu, a chọtara ikekwe a Ọnụ ọgụgụ butụrụ ibu ọnụ ọgụgụ nke wezụga, na na site n'ịmụ nza nke ndị a pụrụ iche ụyọkọ kpakpando-ndị na-adịghị ha mma na-atụ anya ụkpụrụ-ọ pụrụ ịmụta ihe banyere usoro site na nke ụyọkọ kpakpando kpụrụ.

N'ihi ya, ihe Schawinski mkpa iji ịkụghasị na a na-otu nnukwu set nke morphologically nkewa ụyọkọ kpakpando; ya bụ, ụyọkọ kpakpando ndị e nkewa dị ka ma gburugburu ma ọ bụ elliptical. The nsogbu, Otú ọ dị, dị ka ẹdude algorithmic ụzọ maka nhazi ọkwa aghọbeghị mma iji na-eji maka nnyocha sayensị; ndị ọzọ okwu, edida ụyọkọ kpakpando bụ, n'oge ahụ, a nsogbu na-esikwara kọmputa. Ya mere, ihe a chọrọ bụ a ukwuu nke ụmụ mmadụ na nkewa galaxies. Schawinski malitere a nhazi ọkwa nsogbu na ịnụ ọkụ n'obi nke a gụsịrị akwụkwọ na-amụrụ. Na a marathon nnọkọ nke asaa, 12-hour ụbọchị, ọ bụ ike were 50,000 galaxies. Mgbe 50,000 ụyọkọ kpakpando nwere ike ụda dị ka ọtụtụ, ọ bụ n'ezie nanị banyere 5% nke fọrọ nke nta ka otu nde ụyọkọ kpakpando ndị e photographed na Sloan Digital Sky Survey. Schawinski ghọtara na ọ dị ya mkpa a ọzọ scalable obibia.

Ọ dabara nke ọma, ọ na-enyo na ọrụ nke edida ụyọkọ kpakpando na ọ dịghị achọ elu ọzụzụ na mbara igwe; i nwere ike ịkụziri onye na-eme ya mara mma ngwa ngwa. Ndị ọzọ okwu, ọ bụ ezie na edida ụyọkọ kpakpando bụ a ọrụ na-esikwara kọmputa, ọ bụ ezigbo mfe maka ụmụ mmadụ. Ya mere, mgbe ọ nọ ọdụ a ụlọ mmanya na Oxford, Schawinski na ibe-enyocha mbara igwe Chris Lintott rọrọ elu a website ebe ọrụ afọ ofufo ahụ ga-ewere oyiyi nke ụyọkọ kpakpando. Ọnwa ole na ole mgbe e mesịrị, Galaxy Zoo A mụrụ.

Na Galaxy Zoo website, ọrụ afọ ofufo ahụ a ga-enwe nkeji ole na ole nke ọzụzụ; n'ihi na ihe atụ, na-amụta ihe dị iche n'etiti a gburugburu na elliptical galaxy (ọgụgụ 5.2). Mgbe nke a ọzụzụ, ndị ọrụ afọ ofufo ahụ ruo a dịtụ mfe ajụjụ-n'ụzọ ziri ezi edida 11 nke 15 ụyọkọ kpakpando na mara classifications-ma ndị ọrụ afọ ofufo ahụ ga-amalite ezigbo nhazi ọkwa nke na-amaghị ama ụyọkọ kpakpando site a dị mfe web-dabeere interface (ọgụgụ 5.3). The mgbanwe site afọ ofufo na-enyocha mbara igwe ga-ewere ọnọdụ na ihe na-erughị 10 nkeji na naanị na a chọrọ agafe nke kasị ala nke nsogbu ya, a dị mfe ajụjụ.

Ọgụgụ 5.2: Ihe Nlereanya nke abụọ isi ụdị nke ụyọkọ kpakpando: gburugburu na elliptical. The Galaxy Zoo oru ngo-eji ihe karịrị 100,000 ndị ọrụ afọ ofufo na edemede ihe karịrị 900.000 oyiyi. Isi Iyi: www.galaxyzoo.org .

Ọgụgụ 5.3: Input ihuenyo ebe Ntuli a gwara were otu image. Isi Iyi: www.galaxyzoo.org .

Galaxy Zoo dọọrọ ya mbụ ọrụ afọ ofufo na mgbe oru ngo na-apụta na a ozi ọma n'isiokwu, na dị ka ọnwa isii ngo na-eto na-agụnye ihe karịrị 100,000 nwa amaala ndị ọkà mmụta sayensị, ndị na-abuana n'ihi na ha nwere ihe ọrụ ha chọrọ inyere tupu mbara igwe. Ọnụ, ndị a 100,000 afọ ofufo so a ngụkọta nke ihe karịrị nde mmadụ 40 classifications, na ọtụtụ ndị classifications-abịa site a dị nta, isi ìgwè nke ndị keere òkè (Lintott et al. 2008) .

Na-eme nnyocha bụ ndị nwere ahụmahụ ego Undergraduate nnyocha na-enyere aka nwere ike ozugbo obi abụọ banyere data mma. Ka a na-ede bụ ihe ezi uche, Galaxy Zoo-egosi na mgbe afọ ofufo onyinye na-n'ụzọ ziri ezi kpochara, debiased, na aggregated, ha nwere ike mepụta elu-edu pụta (Lintott et al. 2008) . Otu ihe dị mkpa atọ n'ihi na ìgwè mmadụ ahụ ka ike ọkachamara àgwà data bụ redundancy; ya bụ, ndị nwere otu ọrụ rụrụ site ọtụtụ dị iche iche ndị mmadụ. Na Galaxy Zoo, e nwere ihe dị 40 classifications kwa galaxy; na-eme nnyocha iji Undergraduate nnyocha na-enyere aka nwere ike mgbe ego nke a n'ogo nke redundancy ya mere mkpa ka ihe ndị ọzọ na-echebara àgwà nke onye ọ bụla nhazi ọkwa. Gịnị ọrụ afọ ofufo kọrọ na ọzụzụ, ha mere ka anyị na redundancy.

Ọbụna na otutu classifications kwa galaxy Otú ọ dị, na ijikọta ahụ set nke ọrụ afọ ofufo classifications na-emepụta a otutu mmadu kwenyere nhazi ọkwa bụ tricky. N'ihi yiri nnọọ nsogbu bilitere na ọtụtụ mmadụ mgbakọ oru ngo, ọ bara uru ka tụlee ihe atọ nzọụkwụ na Galaxy Zoo-eme nnyocha iji na-emepụta ha otutu mmadu kwenyere classifications. Akpa, na-eme nnyocha "kpochara" na data site na iwepu adịgboroja classifications. Dị ka ihe atụ, ndị na-ugboro ugboro nkewa otu galaxy-ihe ndị ga-eme ma ọ bụrụ na ha na-achọ ịgbanwe na ya pụta-ama nile ha classifications tụfuru atụfu. Nke a na ndị ọzọ yiri ihicha wepụrụ ihe 4% niile classifications.

Nke abụọ, ụlọmkposhi, ndị na-eme nnyocha mkpa iwepụ Ịhazi biases na classifications. Site usoro echiche ọjọọ nchọpụta ọmụmụ agbakwunyere n'ime ndị mbụ oru ngo-atụ, na-egosi na ụfọdụ ọrụ afọ ofufo na ndị galaxy na Otu agba kama agba-ahụ na-eme nnyocha chọpụtara ọtụtụ Ịhazi biases, dị ka a Ịhazi echiche ọjọọ ịgụnye n'ebe dị anya gburugburu ụyọkọ kpakpando dị ka elliptical ụyọkọ kpakpando (Bamford et al. 2009) . Nyesịrị ohere maka ihe ndị a Ịhazi biases dị oké mkpa n'ihi na nkezi ọtụtụ onyinye-adịghị ewepụ Ịhazi echiche ọjọọ; nanị ihe ọ na-ewepu random njehie.

N'ikpeazụ, mgbe debiasing, ndị na-eme nnyocha dị mkpa a usoro ikpokọta onye classifications na-emepụta a otutu mmadu kwenyere nhazi ọkwa. The mfe ụzọ ikpokọta classifications ọ bụla galaxy ga-ahọrọ ndị kasị nhazi ọkwa. Otú ọ dị, nke a obibia ga-enye onye ọ bụla afọ ofufo hà arọ, na ndị na-eme nnyocha enyo enyo na ụfọdụ ndị ọrụ afọ ofufo mma na nhazi ọkwa karịa ndị ọzọ. Ya mere, ndị na-eme nnyocha mepụtara a ihe mgbagwoju iterative weighting usoro na agbali na-akpaghị aka ịchọpụta ihe kasị mma classifiers na-enye ha ihe dị arọ.

N'ihi ya, mgbe a atọ nzọụkwụ usoro-ihicha, debiasing, na weighting-ahụ Galaxy Zoo ìgwè ndị nnyocha ama converted 40 nde afọ ofufo classifications n'ime a set nke otutu mmadu kwenyere morphological classifications. Mgbe ndị a na Galaxy Zoo classifications e tụnyere atọ gara aga nta-ọnụ ọgụgụ mgbalị ọkachamara enyocha mbara igwe, nke gụnyere nhazi ọkwa site Schawinski nke nyeere ya kpalie Galaxy Zoo, e nwere ike nkwekọrịta. N'ihi ya, ọrụ afọ ofufo, na nchịkọta, na-enwe ike nye elu àgwà classifications na na a ọnụ ọgụgụ na-eme nnyocha nwee ike adabaghị (Lintott et al. 2008) . N'ezie, site na-enwe ụmụ mmadụ classifications maka ndị dị otú ahụ dị ukwuu nke ụyọkọ kpakpando, Schawinski, Lintott, na ndị ọzọ bịara nwee ike igosi na ọ bụ naanị ihe 80% nke ụyọkọ kpakpando na-eso na-atụ anya ụkpụrụ-acha anụnụ anụnụ spirals na red ellipticals-na ọtụtụ akwụkwọ e dere ihe banyere a chọpụtara (Fortson et al. 2011) .

Nyere a zụlite anyị, anyị nwere ike ugbu a na-ahụ otú Galaxy Zoo ndị a na gbawara n'etiti-etinye-ikpokọta uzommeputa, otu uzommeputa na-eji maka ọtụtụ mmadụ mgbakọ oru ngo. Mbụ, a nnukwu nsogbu na-kewaa chunks. Na nke a, nsogbu nke edida a nde ụyọkọ kpakpando a na-kewaa a nde nsogbu nke edida otu galaxy. Next, ịwa ahụ eme onye ọ bụla mmaji onwe ha. Na nke a, a afọ ofufo ga-ewere onye ọ bụla galaxy dika nke gburugburu ma ọ bụ elliptical. N'ikpeazụ, na-arụpụta na-achọkwa na-emepụta a otutu mmadu kwenyere N'ihi. Na nke a, na ikpokọta nzọụkwụ gụnyere ihicha, debiasing, na weighting na-emepụta a otutu mmadu kwenyere nhazi ọkwa nke ọ bụla galaxy. N'agbanyeghị na ọtụtụ oru ngo iji nke a n'ozuzu Ntụziaka, onye ọ bụla nke nzọụkwụ kwesịrị ahaziri banyere kpọmkwem nsogbu na-agwa okwu. Dị ka ihe atụ, na mmadụ mgbakọ oru ngo a kọwara n'okpuru ebe a, otu uzommeputa ga-esochi, ma tinye na ikpokọta nzọụkwụ ga-adị nnọọ iche.

N'ihi na Galaxy Zoo otu, nke a mbụ oru ngo bụ nanị mmalite ya. Ngwa ngwa ha ghọtara na ọ bụ ezie na ha na-enwe ike were nso a nde ụyọkọ kpakpando, nke a ọnụ ọgụgụ ezughị-arụ ọrụ na ọhụrụ digital igwe nyocha, nke nwere ike na oyiyi nke banyere 10 ijeri ụyọkọ kpakpando (Kuminski et al. 2014) . Aka onye na-abawanye site 1 nde 10 ijeri-a na-akpata nke 10,000-Galaxy Zoo ga-mkpa n'oru Olee ihe enyemaka 10,000 ugboro ọzọ sonyere. Ọ bụ ezie na ọnụ ọgụgụ ndị ọrụ afọ ofufo na Internet bụ nnukwu, ọ bụghị enweghi ngwụcha. Ya mere, ndị na-eme nnyocha chọpụtara na ọ bụrụ na ha na-aga na-aka ebi na-eto eto ichekwa data, a ọhụrụ, ihe ndị ọzọ scalable, obibia mkpa.

Ya mere, Manda Banerji-arụ ọrụ na Kevin Schawinski, Chris Lintott, na ndị ọzọ so Galaxy Zoo otu-amalite izi kọmputa ịgụnye galaxies. More kpọmkwem, na iji mmadụ classifications kere Galaxy Zoo, Banerji et al. (2010) wuru a igwe mmụta nlereanya nke nwere ike ikwu ihe mmadụ nhazi ọkwa nke a galaxy dabeere na e ji mara nke ihe oyiyi. Ọ bụrụ na a igwe mmụta nlereanya nwere ike mụta nwa ahụ mmadụ classifications na elu ziri ezi, mgbe ahụ, ọ nwere ike na-eji Galaxy Zoo-eme nnyocha ịgụnye ihe nnoo enweghi ngwụcha nọmba nke ụyọkọ kpakpando.

The isi nke Banerji na ndị ọrụ ibe 'obibia bụ n'ezie mara mma yiri usoro ejikarị na-elekọta mmadụ nnyocha, ọ bụ ezie na myirịta nwere ike ọ gaghị abụ doro anya na mbụ anya. Akpa, Banerji na ndị ọrụ ibe converted ọ bụla image n'ime a set nke ọnụọgụ atụmatụ na ichikota na ọ bụ Njirimara. Dị ka ihe atụ, n'ihi na ihe oyiyi nke ụyọkọ kpakpando e nwere atọ atụmatụ: ego nke-acha anụnụ anụnụ na ihe oyiyi, ndịiche na ihie nke pikselụ, na nkezi nke na-abụghị acha ọcha pikselụ. The nhọrọ nke ziri ezi atụmatụ bụ akụkụ dị mkpa nke nsogbu ahụ, ọ na-adịkarị na-achọ isiokwu-ebe nka. Nke a nzọụkwụ mbụ, ọtụtụ ndị na-akpọ feature engineering,-apụta na a data matriks na otu n'usoro kwa oyiyi wee atọ ogidi akọwa na image. Nyere data matriks na ihe ndị ha chọrọ mmepụta (eg, ma ihe oyiyi e nkewa site a ụmụ mmadụ dị ka ihe elliptical galaxy), na-eme nchọpụta na-eme atụmatụ na parameters nke a mgbakọ na mwepụ nlereanya ka ihe atụ, ihe dị ka a logistic nlaghachi azụ-na-ebu amụma na mmadụ nhazi ọkwa dabeere na atụmatụ nke image. N'ikpeazụ, na-eme nchọpụta na-eji parameters a mgbakọ na mwepụ nlereanya na-emepụta e mere atụmatụ ịbụ classifications nke ọhụrụ ụyọkọ kpakpando (ọgụgụ 5.4). Na-eche echiche nke a na-elekọta mmadụ analọg, were ya na ị nwere omume igwe mmadụ ozi banyere otu nde ụmụ akwụkwọ, na ị mara ma ha gụsịrị akwụkwọ na mahadum ma ọ bụ. I nwere ike ima mma a logistic nlaghachi azụ ka a data, na mgbe ahụ ị pụrụ iji n'ihi nlereanya parameters ịkọ ma ọhụrụ ụmụ akwụkwọ na-aga-agụsị akwụkwọ na mahadum. Na igwe mmụta, ime nke a ọ-eji kpọrọ ihe atụ mepụta mgbakọ na mwepụ nlereanya nke nwere ike mgbe ahụ labeelu ọhụrụ data-akpọ chịkwara amụta (Hastie, Tibshirani, and Friedman 2009) .

Ọgụgụ 5.4: Simplified kọwaa otú Banerji et al. (2010) na-eji Galaxy Zoo classifications ịzụ a igwe mmụta nlereanya ime galaxy nhazi ọkwa. Images nke ụyọkọ kpakpando a tọghatara na a matriks nke atụmatụ. Na nke a simplified atụ e nwere atọ atụmatụ (ego nke-acha anụnụ anụnụ na ihe oyiyi, ndịiche na ihie nke pikselụ, na nkezi nke na-abụghị acha ọcha pikselụ). Mgbe ahụ, n'ihi na a subset nke ihe oyiyi, na Galaxy Zoo kpọọ na-eji zụọ ndị a igwe mmụta nlereanya. N'ikpeazụ, na igwe mmụta a na-eji eme atụmatụ classifications maka ndị fọdụrụ galaxies. M na-akpọ nke a ụdị oru ngo a abụọ-emana mmadụ mgbakọ oru ngo n'ihi na, kama na-enwe ụmụ mmadụ dozie nsogbu, ha nwere ụmụ mmadụ na-ewu a dataset na ike ga-eji na-azụ a na kọmputa dozie nsogbu. Ihe nke a kọmputa-aka obibia bụ na ọ na-enyere gị aka nnoo enweghi ngwụcha ichekwa data site na iji nanị a nwere oke ego nke mbọ mmadụ.

The atụmatụ na Banerji et al. (2010) igwe mmụta nlereanya ndị ọzọ mgbagwoju karịa ndị bi na m ji egwuri egwu ihe atụ-ihe atụ, ọ na-eji atụmatụ dị ka "de Vaucouleurs dabara axial ruru," a kpọkwara ya model adịghị logistic nlaghachi azụ, ọ bụ ihe keakamere nural netwọk. Iji ya atụmatụ, ya model, na otutu mmadu kwenyere Galaxy Zoo classifications, ọ bụ ike ike ịdị arọ ihe ọ bụla atụmatụ, na mgbe ahụ iji ndị a igwe na-eme ka amụma banyere nhazi ọkwa nke ụyọkọ kpakpando. Dị ka ihe atụ, ya analysis chọpụtara na ihe oyiyi na ala "de Vaucouleurs dabara axial ruru" yikarịrị ka ha bụrụ gburugburu galaxies. Nyere ndị a igwe, o nwee ike ikwu ihe mmadụ nhazi ọkwa nke a galaxy na ezi uche ziri ezi.

The ọrụ nke Banerji et al. (2010) tụgharịa Galaxy Zoo n'ime ihe m ga na-akpọ a abụọ-emana mmadụ mgbakọ usoro. The ụzọ kasị mma na-eche echiche banyere ihe ndị a nke abụọ-emana usoro bụ na kama inwe ụmụ mmadụ dozie nsogbu, ha nwere ụmụ mmadụ na-ewu a dataset na ike ga-eji na-azụ a na kọmputa dozie nsogbu. The ego nke data dị mkpa iji zụọ ndị na kọmputa nwere ike ịbụ nnọọ ọtụtụ nke na-achọ ka mmadụ uka mmekota ike. Na ihe banyere Galaxy Zoo, ndị nural netwọk na-eji Banerji et al. (2010) chọrọ a nnọọ ukwuu nke ụmụ mmadụ na-kpọrọ ihe atụ iji gbaa a nlereanya na ike reliably mụta nwa ahụ mmadụ nhazi ọkwa.

Ihe nke a kọmputa-aka obibia bụ na ọ na-enyere gị aka nnoo enweghi ngwụcha ichekwa data site na iji nanị a nwere oke ego nke mbọ mmadụ. Dị ka ihe atụ, a na-eme nchọpụta na a nde mmadụ nkewa ụyọkọ kpakpando nwere ike iru a amụma nlereanya na enwere ike iji ịgụnye a ijeri ma ọ bụ ọbụna a-enweta puku ijeri ụyọkọ kpakpando. Ọ bụrụ na e nwere nnukwu nọmba nke ụyọkọ kpakpando, mgbe ahụ, ụdị mmadụ-na kọmputa ngwakọ bụ n'ezie nanị na o kwere omume ngwọta. Nke a enweghi ngwụcha scalability bụ free, Otú ọ dị. Iwuli a igwe mmụta nlereanya nke nwere ike n'ụzọ ziri ezi mụta nwa ahụ mmadụ classifications bụ onwe ya a siri ike nsogbu, ma dabara nke ọma na e nwere ndị na-ama magburu onwe akwụkwọ raara nye okwu a (Hastie, Tibshirani, and Friedman 2009; Murphy 2012; James et al. 2013) .

Galaxy Zoo-egosi na evolushọn nke ọtụtụ mmadụ mgbakọ oru ngo. Mbụ, a na-eme nchọpụta na-agbali ngo site onwe ya ma ọ bụ na a obere ìgwè ndị nnyocha na-enyere aka (eg, Schawinski mbụ nhazi ọkwa mgbalị). Ọ bụrụ na nke a obibia adịghị mfe ọma, na-eme nchọpụta pụrụ ịkpali mmadụ mgbakọ oru ngo ebe ọtụtụ ndị na-eme classifications. Ma, onye anyị na-olu nke data, dị ọcha mbọ mmadụ ga gaghị ezu. N'oge ahụ, ndị nnyocha mkpa na-ewu abụọ-emana usoro ebe mmadụ classifications na-eji zụọ ndị a igwe mmụta nlereanya nke nwere ike mgbe ahụ a n'ọrụ fọrọ nke nta na-akparaghị ókè ichekwa data.