5.2.1 Galaxy Zoo

Zoo Zoo ti papọ awọn igbiyanju ti ọpọlọpọ awọn oluranlowo ti kii ṣe imọran lati ṣe iyatọ awọn irawọ miliọnu kan.

Zoo Zoo dagba sii kuro ninu iṣoro ti Kevin Schawinski, ọmọ ile-ẹkọ giga kan ni Astronomy ni University of Oxford ni ọdun 2007. Ṣiṣe iyatọ pupọ diẹ, Schawinski ni o nifẹ ninu awọn iṣelọpọ, ati awọn ikunra le pin nipa isinmi-elliptical tabi ajija-wọn nipa awọ-awọ-awọ wọn tabi pupa. Ni akoko naa, ọgbọn ti o wa laarin awọn astronomers ni awọn iraja ti o ni awọ, gẹgẹbi wa Milky Way, jẹ awọ bulu (ti o tọ ni ọdọ) ati awọn galaxia elliptical jẹ pupa (ti o tọju ọjọ ori). Schawinski ṣiyemeji ọgbọn ọgbọn yii. O fura pe nigba ti apẹẹrẹ yi le jẹ otitọ ni apapọ, o le jẹ nọmba ti o rọrun pupọ, awọn pe eyi ti ko ni ibamu si ilana ti o ṣe yẹ-o le kọ ẹkọ nipa ilana nipasẹ eyiti Awọn ikẹkọ ti a ṣe.

Bayi, ohun ti Schawinski nilo lati le da awọn ọgbọn iṣedede jẹ opo pupọ ti awọn galaxia morphologically classified; eyini ni, awọn iṣọpọ ti a ti pin bi boya ajija tabi elliptic. Iṣoro naa, sibẹsibẹ, ni awọn ọna algorithmic ti o wa tẹlẹ fun sisọtọ ko tun dara to lati lo fun iwadi ijinle sayensi; ni awọn ọrọ miiran, awọn iyatọ ti o ṣe iyatọ ni, ni akoko yẹn, iṣoro ti o ṣoro fun awọn kọmputa. Nitorina, ohun ti a nilo ni nọmba ti o tobi pupọ ti awọn ọmọ- owo ti awọn eniyan -classified. Schawinski ṣe agbekalẹ iṣoro ikọsẹ yii pẹlu itara ti ọmọ ile-iwe giga. Ni akoko iṣọn Ere-ije ti awọn ọjọ mejila-mejila, o le ṣe iyatọ 50la awọn galaxies. Lakoko ti 50,000 awọn galaxies le dun bi a pupo, o jẹ nikan nikan nipa 5% ti awọn fere to milionu awọn galaxies ti a ti ya aworan ni Sloan Digital Sky iwadi. Schawinski ṣe akiyesi pe o nilo ọna ti o rọrun diẹ sii.

Da, ti o wa ni jade wipe awọn iṣẹ-ṣiṣe ti pinpin ajọọrawọ ko ni beere to ti ni ilọsiwaju ikẹkọ ni Aworawo; o le kọ ẹnikan lati se ti o lẹwa ni kiakia. Ninu awọn ọrọ miiran, bi o tilẹ pinpin ajọọrawọ ni a ṣiṣe ti o wà lile fun awọn kọmputa, o wà lẹwa rorun fun eda eniyan. Nítorí náà, nigba ti o joko ni a pobu ni Oxford, Schawinski ati elegbe astronomer Chris Lintott lá soke a aaye ayelujara ibi ti iranwo yoo ṣe lẹtọ awọn aworan ti awọn ajọọrawọ. A diẹ osu nigbamii, Galaxy Zoo ti a bi.

Ni aaye ayelujara Zoo aaye ayelujara, awọn onigbọwọ yoo gba iṣẹju diẹ ti ikẹkọ; fun apẹẹrẹ, kọ iyatọ laarin iwọn ajija ati elliptical galaxy (nọmba 5.2). Lẹhin ikẹkọ yii, olukọọtọ kọọkan ni lati ṣe idaniloju rọrun ti o rọrun-o tọka awọn irawọ 11 ti 15 pẹlu awọn akọsilẹ ti a mọye-lẹhinna yoo bẹrẹ iyasọtọ awọn galaxia ti a ko mọ nipasẹ isopọ iṣakoso ayelujara ti o rọrun (nọmba 5.3). Awọn iyipada lati iyọọda si alarinwo yoo waye ni iṣẹju ti o kere ju iṣẹju mẹwa 10 ati pe o nilo ki o kọja awọn ipele ti o kere julọ, adanwo ti o rọrun.

Atọka 5.2: Awọn apẹrẹ ti awọn oriṣiriṣi oriṣiriṣi oriṣiriṣi awọn awọ meji: ajija ati elliptical. Ise agbese Zoo ti o lo diẹ ẹ sii ju ẹgbẹrun eniyan lọ 100,000 lati ṣe iyatọ diẹ sii ju awọn aworan 900,000 lọ. Ṣe atunṣe nipasẹ igbanilaaye lati http://www.GalaxyZoo.org ati imọran Skyan Digan .

Atọka 5.3: Iboju Input nibi ti a ti beere awọn onigbọwọ lati ṣe iyatọ aworan kan. A ṣe atunṣe nipasẹ igbanilaaye lati ọwọ Chris Lintott da lori aworan kan lati inu iwadi ti Skyan Sloan Digital .

Zoo Zoo ni ifojusi awọn oluranlowo akọkọ lẹhin ti a ṣe ifihan iṣẹ naa ni akọọlẹ iroyin kan, ati ni oṣu mẹfa iṣẹ naa bẹrẹ lati ni diẹ sii ju 100,000 onimọ ijinlẹ sayensi, awọn eniyan ti o ṣe alabapin nitori nwọn gbadun iṣẹ naa ati pe wọn fẹ lati ṣe iranlọwọ advance astronomie. Ni apapọ, awọn ẹgbẹrun ẹgbẹrun ti o jẹ ẹgbẹrun 100 ni o ṣe apapọ gbogbo awọn akosile iwe-iṣẹ ti o ju 40 million lọ, pẹlu ọpọlọpọ ninu awọn akọsilẹ ti o wa lati kekere kan, ẹgbẹ ti awọn alabaṣepọ (Lintott et al. 2008) .

Awọn oniwadi ti o ni iriri igbanisi awọn onimọran awọn alakoso ile-iwe giga le jẹ lẹsẹkẹsẹ nipa didara didara data. Lakoko ti iṣaro yii jẹ imọran, Zoo Zoo fihan wipe nigbati awọn onigbọwọ iranlọwọ ti wa ni atunse daradara, awọn ẹsun, ati apapọ, wọn le ṣe awọn esi to gaju (Lintott et al. 2008) . Trick pataki kan fun gbigba awọn eniyan lati ṣẹda data-didara data jẹ atunṣe , eyini ni, nini kanna iṣẹ ti ọpọlọpọ awọn eniyan yatọ ṣe. Ni Zoo Zoo, diẹ ẹ sii nipa awọn iṣiro 40 fun galaxy; awọn oluwadi ti nlo awọn aṣoju alakọṣẹ ọjọgbọn ko le ni iduro fun iyọọda yii ati nitori naa yoo nilo lati jẹ ki o pọju sii pẹlu didara didara kọọkan. Ohun ti awọn iyọọda ko ni ni ikẹkọ, wọn ṣe apẹrẹ pẹlu iyọọda.

Paapaa pẹlu awọn ijẹrisi ti o pọju fun galaxy, sibẹsibẹ, apapọ akojọpọ awọn ijẹrisi iyọọda lati ṣe iṣeduro iyasọtọ kan jẹ ẹtan. Nitori awọn itara irufẹ kanna ni o dide ninu ọpọlọpọ awọn iṣẹ akanṣe iṣiro eniyan, o jẹ iranlọwọ lati ṣayẹwo ni kukuru awọn igbesẹ mẹta ti awọn oluwadi Zoo ti Zoo ti lo lati gbe awọn iyatọ igbẹkẹle wọn. Ni akọkọ, awọn oniwadi "ṣe atunse" awọn data nipa yiyọ awọn iwe-iṣọ ti o wa. Fun apẹẹrẹ, awọn eniyan ti o ṣe afihan kanna galaxy-ohun kan ti yoo ṣẹlẹ ti wọn ba n gbiyanju lati ṣe amojuto awọn esi-ti gbogbo awọn iwe-ikede wọn ti sọnu. Eyi ati iru miiran ti a yọ kuro nipa 4% ti gbogbo awọn iyatọ.

Keji, lẹhin ti o di mimọ, awọn oluwadi nilo lati yọ awọn aifọwọyi aifọwọyi ni awọn asọtọ. Nipasẹ awọn oniruuru ijinlẹ oju-ijinlẹ ti a fi kun laarin iṣeto atilẹba-fun apẹẹrẹ, fifi diẹ ninu awọn ti n ṣe iranlọwọ fun galaxy ni monochrome dipo awọ-awọn oluwadi ṣe awari ọpọlọpọ awọn aiṣedede aifọwọyi, gẹgẹbi ipalara aifọwọyi lati ṣe iyatọ awọn galaxies ti o jinna jina bi awọn galaxi elliptic (Bamford et al. 2009) . Ṣiṣatunṣe fun awọn aifọwọyi aifọwọyi jẹ pataki julọ nitoripe iyọọda ko ni yọkufẹ aifọwọyi aifọwọyi; o ṣe iranlọwọ nikan lati yọ aṣiṣe aṣiṣe.

Nikẹhin, lẹhin ti ẹdun, awọn oluwadi nilo ọna kan lati darapọ awọn iwe-ipinwe kọọkan lati ṣe iṣeduro ifọkanbalẹ. Ọna ti o rọrun julọ lati darapọ awọn ijẹrisi fun galaxy kọọkan yoo jẹ lati yan iyatọ ti o wọpọ julọ. Sibẹsibẹ, ọna yii yoo ti fi fun awọn oludari ti o fẹdagba kanna, awọn oluwadi naa si ro pe diẹ ninu awọn oluranlowo jẹ dara julọ ni ipolowo ju awọn omiiran lọ. Nitorina, awọn oluwadi dagbasoke ilana itọju ti imọran ti o rọrun diẹ sii ti o gbiyanju lati ṣawari awọn oludasile ti o dara ju ati fun wọn ni iwuwo diẹ sii.

Bayi, lẹhin igbesẹ mẹta-igbesẹ, imudaniloju, ati fifunwọn-ẹgbẹ aṣa iwadi Zoo ti o ti yipada 40 milionu awọn iṣiro iyọọda sinu akojọpọ awọn ijẹrisi morphological ipinnu. Nigba ti awọn fifọka Zoo wọnyi ti wa ni akawe pẹlu awọn igbiyanju ti o kere julo ti awọn oniroyin ọjọgbọn, pẹlu ipinnu nipasẹ Schawinski ti o ṣe iranlọwọ lati ṣe iwuri Agbaaiye Zoo, adehun ti o lagbara. Bayi, awọn iyọọda, ni apapọ, ni o le pese awọn atunṣe didara to gaju ati ni ipele ti awọn oluwadi ko le baamu (Lintott et al. 2008) . Ni otitọ, pẹlu nini awọn ijẹwe akọọlẹ eniyan fun iru ọpọlọpọ awọn iraja, Schawinski, Lintott, ati awọn omiiran le fihan pe nikan 80% ti awọn ikunra tẹle ilana ti a ṣe yẹ-awọn ohun-elo buluu ati awọn ellipticals pupa-ati awọn iwe papọ ti a ti kọ nipa Awari yii (Fortson et al. 2011) .

Fun ẹhin yii, o le wo bi Agbaaiye Zoo ṣe tẹle awọn ohunelo ti o dapọ-yapọ, iru ohunelo kanna ti o lo fun ọpọlọpọ awọn iṣẹ agbese ti eniyan. Ni akọkọ, iṣoro nla kan ti pin si awọn chunks. Ni idi eyi, iṣoro ti ṣe iyatọ awọn iraja miliọnu kan pin si awọn iṣoro milionu kan ti ṣe iyatọ ọkan ninu awọn galaxy kan. Nigbamii ti, isẹ kan ni a ṣe lo si chunk kọọkan ni ominira. Ni ọran yii, awọn onimọra ṣe akojọpọ awọn galaxii kọọkan bi iyasoto tabi elliptical. Ni ipari, awọn idahun ti wa ni idapọpọ lati gbe abajade iyọọda kan. Ni idi eyi, igbimọ ti o darapọ naa ni ifọmọ, imudaniloju, ati pípa lati ṣe iṣeduro iyasọtọ fun oriṣiriṣi oriṣiriṣi kọọkan. Bi o tilẹ jẹ pe ọpọlọpọ awọn agbese lo ohunelo gbogbogbo yii, igbesẹ kọọkan nilo lati wa ni adani si iṣoro pataki kan ti a koju. Fun apẹẹrẹ, ninu iṣẹ isanwo ti eniyan ti a sọ kalẹ si isalẹ, iru igbasọ kanna ni a yoo tẹle, ṣugbọn awọn ilana ati ki o darapọ awọn igbesẹ yoo jẹ ti o yatọ.

Fun ẹgbẹ Zoo Agbaaiye, iṣẹ akọkọ yii jẹ ibẹrẹ. Ni kiakia ni wọn ṣe akiyesi pe bi o tilẹ jẹ pe wọn le ṣe iyatọ si awọn iraja milionu kan, iwọn yii ko to lati ṣiṣẹ pẹlu awọn iwadi ti oju-ọrun oni-titun ti o wa, eyiti o le ṣe awọn aworan ti awọn galaxia 10 bilionu (Kuminski et al. 2014) . Lati mu ilosoke lati 1 million si 10 bilionu-ipinnu kan ti 10,000-Zoo Zoo yoo nilo lati gbajọ ni diẹ sii ni 10,000 igba diẹ awọn alabaṣepọ. Bó tilẹ jẹ pé iye àwọn aṣojú lórí Intanẹẹti ti pọ, kò jẹ pé kò nípinpin. Nitori naa, awọn oluwadi naa mọ pe bi wọn ba n ṣakoso awọn data ti o dagba sii ni igbagbogbo, a nilo tuntun kan, ani diẹ sii, ti a nilo.

Nitorina, Manda Banerji ṣiṣẹ pẹlu Schawinski, Lintott, ati awọn ọmọ ẹgbẹ miiran ti ẹgbẹ Zoo Agbaaiye (2010) - awọn kọnkọ-kọni ti a kọ silẹ lati ṣe iyatọ awọn galaxies. Diẹ pataki, lilo awọn ijẹrisi awọn eniyan ti a ṣe nipasẹ Zoo Zoo, Banerji ṣe apẹrẹ ẹkọ ti ẹrọ ti o le ṣe asọtẹlẹ isọye ti eniyan ti idibajẹ da lori awọn abuda ti aworan naa. Ti awoṣe yi ba le ṣe atunṣe awọn ijẹrisi eniyan pẹlu didara to gaju, lẹhinna o le ṣee lo nipasẹ awọn oluwadi Zoo Zoo lati ṣe iyasọtọ nọmba ti ko ni ailopin ti awọn irawọ.

Ifilelẹ ti Banerji ati awọn alabaṣiṣẹpọ jẹ kosi irufẹ si awọn imuposi ti o wọpọ ni iṣeduro awujọpọ, biotilejepe irufẹmọ le ko ni kedere ni kokan akọkọ. Ni akọkọ, Banerji ati awọn ẹlẹgbẹ ṣe iyipada aworan kọọkan sinu akojọpọ awọn ẹya ara ẹrọ ti o ṣe akopọ awọn ohun-ini rẹ. Fun apẹẹrẹ, fun awọn aworan ti awọn iṣelọpọ, o le jẹ awọn ẹya mẹta: iye blue ni aworan, iyatọ ninu imọlẹ ti awọn piksẹli, ati iye ti awọn piksẹli ti kii ṣe funfun. Yiyan awọn ẹya ti o tọ jẹ ẹya pataki ti iṣoro naa, ati pe o nilo gbogbo imọ-agbegbe ni gbogbo igba. Igbese akọkọ, ti a npe ni iṣiro ẹya-ara , ti o ni abajade data matakan pẹlu ila kan fun aworan ati lẹhinna awọn ọwọn mẹta ti apejuwe aworan naa. Fun awọn iwe-ẹri data ati oṣiṣẹ ti o fẹ (fun apẹẹrẹ, boya aworan naa ti jẹ ẹya nipasẹ eniyan bi galaxy elliptical), oluwadi naa ṣẹda awoṣe iṣiro tabi awoṣe ẹrọ-fun apẹẹrẹ, iṣeduro iṣeduro-eyiti o sọ asọye eniyan ti o da lori awọn ẹya ara ẹrọ ti aworan naa. Nigbamii, oluwadi naa nlo awọn ipele inu awoṣe iṣiro yii lati ṣe akojọpọ awọn eroja tuntun ti awọn eeyọ tuntun (nọmba 5.4). Ninu ẹkọ imọ ẹrọ, ọna yii-lilo awọn apẹẹrẹ ti a fi ami si lati ṣẹda awoṣe kan ti o le pe aami titun-ni a npe ni ẹkọ ti abojuto .

Ẹka 5.4: Apejuwe ti o jẹ simplified ti bi Banerji et al. (2010) lo awọn akọsilẹ Zoo Agbaaiye lati ṣe irinṣe apẹrẹ ẹkọ ẹrọ lati ṣe ipinlẹ galaxy. Awọn aworan ti awọn ikunra ti wa ni iyipada ninu akọka ti awọn ẹya ara ẹrọ. Ni apẹẹrẹ simplified yii, awọn ẹya mẹta wa (iye ti buluu ni aworan, iyatọ ninu imọlẹ ti awọn piksẹli, ati iye ti awọn piksẹli ti kii ṣe ti ara). Lẹhin naa, fun abala ti awọn aworan, awọn aami akọọlẹ Zoo ti wa ni lilo lati ṣe akẹkọ awoṣe ẹrọ ẹkọ. Níkẹyìn, a nlo ẹkọ ẹkọ ẹrọ lati ṣe iṣiro iyatọ fun awọn galaxi ti o ku. Mo pe eyi jẹ iṣẹ akanṣe kọmputa ti iranlọwọ iranlọwọ eniyan, nitori pe, kuku ki o jẹ pe eniyan ni idojukọ iṣoro kan, o jẹ ki eniyan kọ akosile kan ti a le lo lati kọ kọmputa kan lati yanju isoro naa. Awọn anfani ti eto kọmputa-iranlọwọ iranlọwọ ti awọn eniyan eto ni pe o fun ọ laaye lati mu awọn oye ailopin oye ti data nipa lilo nikan iye to niye ti akitiyan eniyan. Awọn aworan ti awọn awọ ti a ṣe atunṣe nipasẹ igbanilaaye lati inu iwadi ti Skype Skype .

Awọn ẹya ara ẹrọ ti o wa ni Banerji ati awọn apẹkọ ẹkọ ẹrọ ti o niiṣe ti o pọ ju awọn ti o wa ninu apẹẹrẹ mi isere-fun apẹẹrẹ, o lo awọn ẹya bi "de Vaucouleurs fit axial ratio" - ati pe apẹẹrẹ rẹ ko ni iṣeduro aifọwọyi, o jẹ nẹtiwọki ti ko ni nkan. Lilo awọn ẹya ara rẹ, awoṣe rẹ, ati iyatọ awọn akọsilẹ Zoo Zoo, o le ṣẹda awọn iṣiro lori ẹya ara ẹrọ kọọkan, lẹhinna lo awọn iwọnwọn wọnyi lati ṣe awọn asọtẹlẹ nipa titojọ awọn irawọ. Fún àpẹrẹ, ìwádìí rẹ rí i pé àwọn àwòrán fífì kékeré "de Vaucouleurs tó dára pọ" ni ó ṣeé ṣe kó jẹ àwọn galaxies. Fun awọn iwọnwọn wọnyi, o le ṣe asọtẹlẹ isọdi ti eniyan ti o ni idiyele pẹlu iṣedede deede.

Iṣẹ ti Banerji ati awọn ẹlẹgbẹ yipada Zoo Zoo sinu ohun ti Emi yoo pe ni eto kọmputa ti iranlọwọ iranlọwọ ti eniyan . Ọna ti o dara julọ lati ronu nipa awọn ọna ṣiṣe arabara yii jẹ pe kuku ki o jẹ pe eniyan ni idojukọ iṣoro kan, wọn ni eniyan ṣe akosile kan ti a le lo lati kọ kọmputa kan lati yanju isoro naa. Nigbakuran, ikẹkọ kọmputa kan lati yanju isoro naa le nilo awọn apẹẹrẹ pupọ, nikan ona kan lati ṣe nọmba to pọ julọ fun apeere jẹ ifowosowopo ajọ. Awọn anfani ti ọna ṣiṣe kọmputa yii ni pe o ṣe iranlọwọ fun ọ lati mu awọn oye iye ti ailopin ti ailopin laiṣe iye owo ti oda eniyan. Fún àpẹrẹ, oníwádìí kan pẹlú àwọn ọmọ ogun onírúurú èèyàn ti lè sọ àwòrán asọtẹlẹ kan tí a le lò láti ṣe yàtọ sí bilionu kan tàbí kódà ọgọrùn-ún ọgọrun-un. Ti awọn nọmba galaxies wa tobi, nigbana ni irufẹ eniyan-kọmputa jẹ otitọ nikan ṣeeṣe. Iwọn iwọn scalability ailopin ko ni ọfẹ, sibẹsibẹ. Ṣiṣẹda apẹẹrẹ ẹkọ ti ẹrọ ti o le ṣe atunṣe awọn ijẹrisi eniyan ni ararẹ jẹ iṣoro lile, ṣugbọn ṣafẹhin nibẹ awọn iwe ti o tayọ ti o dara julọ si ori yii (Hastie, Tibshirani, and Friedman 2009; Murphy 2012; James et al. 2013) .

Zoo Zoo jẹ apejuwe ti o dara julọ fun awọn iṣẹ akanṣe iṣiro eniyan. Ni akọkọ, oluwadi kan n gbiyanju iṣẹ naa nipasẹ ara rẹ tabi pẹlu ẹgbẹ kekere ti awọn arannilọwọ iwadi (fun apẹẹrẹ, iṣafihan ipinnu akọkọ) Schawinski. Ti ọna yii ko ba ni ipele daradara, oluwadi naa le gbe lọ si iṣẹ amuye eniyan pẹlu ọpọlọpọ awọn olukopa. Ṣugbọn, fun iwọn didun data kan, ifarahan eniyan pipe yoo ko to. Ni akoko yẹn, awọn oniwadi nilo lati kọ eto eto kọmputa ti iranlọwọ iranlọwọ ti eniyan ti a nlo awọn ijẹrisi ti eniyan lati ṣe akẹkọ awoṣe ẹkọ ti ẹrọ ti a le lo si awọn alaye ti kii ṣe iye ti ko ni iye.