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人工智能与天文大数据
2018-04-04   浏览次数5601次
  由中科院国家天文台承办的东方科技论坛第306期研讨会于2017年11月15—16日在中科院上海分院举行。国家天文台颜毅华研究员与清华大学自动化系季向阳教授担任会议执行主席,来自全国相关领域的50多位专家参加了本次研讨会。

  人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能研究内容包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。天文学是一门古老的自然科学,研究宇宙空间天体、宇宙的结构和发展的学科。天文学研究与人类活动密切相关,深刻影响着人类的自然观、宇宙观、以及人们日常的生产和生活活动。二者的交叉学科研究必将互相促进,为彼此的发展带来新的机遇。

  人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作,以代替和协助人类完成繁重的、重复性的和危险的工作。现代天文学的发展得益于大规模观测设备、大型计算机的使用,由此产生的大数据规模的观测资料的处理需要极高的自动化和智能化水平,只有借助于人工智能才能很好地完成。

  最近几年,人工智能得到了迅猛的发展,各行各业的研究和工业生产都开始引入人工智能,例如最近很火的Watson医生。在医学影像领域,最近在清华大学召开了“人工智能与未来医学影像高峰论坛”,规模之宏大、参与者之多显示了人工智能在医学领域的巨大影响力和潜力。如前所述,人工智能推动了大数据行业的研究和生产的发展,是大数据时代下不可或缺的一门学科和工具。国务院“十三五”规划已经明确写入了发展人工智能,推动人工智能技术在各个领域的应用;2016年,Google AlphaGo 战胜李世石,开启了人工智能元年,人工智能已经遍地开花,如智慧城市、自动驾驶、机器人、无人机、身份识别等;大数据、云计算的崛起支撑着人工智能产业爆发,或将成为下一轮技术变革的核心;最近中国“科技创新2030—重大项目”或将新增“人工智能2.0”。

  天文学研究作为一门传统自然科学研究方向,在新的历史条件下,面临着机遇与挑战。一方面,一大批超大规模的观测仪器被建造和投入使用,为人类探索未知领域和揭示宇宙的奥秘提供了必要性的条件;另一方面,海量数据的产生又为人们对数据的分析、处理、存储和传输带来困难。在这样的历史背景下,我们提出人工智能与天文大数据交叉应用研究的话题,团结人工智能和天文学家共同探讨,提出一些大局的发展方向和具体的解决方案。论坛的发起单位国家天文台作为国内天文界的一个重要成员,拥有雄厚的研究实力和先进的观测设备。国家天文台建有光学天文、太阳活动、月球与深空探测、空间天文与技术、计算天体物理、天文光学技术、天体结构与演化等7个院重点实验室;在河北兴隆、北京密云、怀柔、昆明凤凰山、抚仙湖、新疆、内蒙、贵州等16地建有观测台站。举办此次天文大数据与人工智能交叉论坛,希望就此开展国内天文界的人工智能研究热潮,开展天文大数据的深入研究,促进天文学研究的进一步发展和催生新的研究方法和研究思路。

  举办本次论坛,旨在团结人工智能(AI)、计算机科学和信息处理领域的专家、学者与天文领域的家、学者,促进二者交叉学科的广泛交流与协作,为现代大设备、大数据背景下天文学研究提供新的研究方法和技术途径。

  当前,天文学研究中实际上已经引入了很多人工智能的内容,例如:使用机器学习算法进行天文观测资料的归档、分类;使用机器学习模型进行空间天气预测、太阳活动预报等。但是,相比于信息处理域,天文学研究中的人工智能方法还不够成熟,其中一个原因是天文学领域研究人员对人工智能的了解和使用还不够熟悉和熟练,两个学科的研究者之间缺乏深入的交流和探讨。通过本次论坛,能够激发青年研究者和研究生学习人工智能的热情,使他们能够借助于人工智能处理日常工作中的问题,特别是涉及大数据处理的繁重的任务,如海量观测数据 的归档、分类;同时,促进两个学科领域专家的广泛交流与协作,拓宽彼此研究的领域,推动交叉学科的发展。

  本次论坛将聘请国内知名的人工智能专家、学者参加,就人工智能的历史、现状、原理和算法展开讨论并发表演讲;同时,邀请天文学专家和学者介绍各自天文学研究中的人工智能的使用现状、碰到的难题和面临的挑战。通过与会专家之间的交流和探讨,就天文学研究中的一些关键性的难题提出指导性的意见和建议。
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