Potikanje po svetovih planetezimalov in tenzorjev

Dobro jutro. Znanstveni britoff začenjamo z zgodbo o oddaljenem solarnem objektu Arrokoth, ki ga je pred dobrim letom obiskalo plovilo New Horizons v njegovi orbiti v Kuiperjevem pasu. Arrokoth je okoli 40 kilometrov dolg vesoljski snežak, njeno ime pa v jeziku ameriških staroselcev pomeni nebo.

Zbrane podatke sonda počasi, a vztrajno pošilja nazaj na Zemljo. Iz prispelega dela opazovanj so raziskovalci in raziskovalke v dveh člankih v reviji Science pred kratkim opisali sestavo in geologijo Arrokoth ter njen nastanek.

Najverjetneje je objekt nastal z združitvijo dveh manjših asteroidov, ki sta nekoč krožila drug okoli drugega. Medtem sta izgubljala skupno vrtilno količino zaradi upora nebule plina iz takrat nastajajočega sončnega sistema. Tako sta se sčasoma dovolj približala drug drugemu in tvorila vratu podobno strukturo. Domnevajo, da je tako nastal velik delež objektov onkraj Plutona, nasprotno od objektov bližje Soncu.

Od takrat pa je objekt razmeroma nemoteno krožil okoli Sonca - na njem denimo skoraj ni kraterjev, ki bi jih povzročili trki z drugimi objekti. Zaradi tega verjamejo, da objekt vsebuje informacije o razmerah med rojevanjem našega Sonca. Plovilo New Horizons bo nadaljevalo svojo pot po Kuiperjevem pasu predvidoma še do leta 2025, v tem času pa se bo morda še enkrat vrnilo k Arrokoth.

Nekaj pozornosti namenimo še študiji, objavljeni v reviji Physical Review Letters, ki odgovarja na vprašanje, ali nevronske mreže vsebujejo koncepte. Raziskovalna ekipa iz züriškega inštituta za tehnologijo je oblikovala nevronsko mrežo po vzoru modela človeškega spoznanja. V modelu si z opazovanjem izoblikujemo reprezentacijo fizikalnega fenomena, ki je izražena v jeziku matematike.

Nevronsko mrežo so v skladu s tem razdelili na dve skupini plasti, ki ju povezuje ozko grlo, plast z le nekaj nevroni. Na eni strani ozkega grla se tako odvija kodiranje vnešenih podatkov v latentno reprezentacijo, na drugi pa njihovo dekodiranje. Vzorec aktivacij nevronov v ozkem grlu vsebuje informacijo o tem, kakšno reprezentacijo si je ustvarila mreža med učenjem.

Arhitekturo so preizkusili na več primerih, izpostavimo le enega, ki se ujema z astronomsko temo. Med drugim so se vprašali, ali lahko nevronska mreža na podlagi Brahejevih meritev položaja Sonca in Marsa na nebu reproducira Keplerjeve ugotovitve o sončnem sistemu.

Odgovor je pritrdilen: v ozkem grlu je po en nevron kazal aktivacijo, direktno proporcionalno kotu Zemlje oziroma Marsa. Preverili so tudi, da sta za opis potrebna točno dva nevrona v ozkem grlu.

Avtorji še dodajajo, da so računi izvedeni z uporabo zastonjske knjižnice za Python TensorFlow na prenosnikih s povprečnim časom učenja nekaj ur.

Več o Arrokoth (tiskovna konferenca NASA): https://www.youtube.com/watch?v=1Yg7uLx2vI4

Članek v Science: https://science.sciencemag.org/content/367/6481/eaay3705

                              https://science.sciencemag.org/content/367/6481/eaay6620

Članek v PRL: https://arxiv.org/abs/1807.10300