"Kami berada di puncak cara yang berbeda secara fundamental untuk menganalisis data astronomi streaming, dan hal-hal yang dapat kami temukan dengannya akan sangat menakjubkan," kata Andrew Siemion, Bernard M. Oliver Chair untuk SETI di SETI Institute, sebuah kelompok yang dibentuk pada tahun 1984 yang sekarang mencakup lebih dari 120 ilmuwan.
Institut SETI mengoperasikan Allen Telescope Array (gambar di atas) di California Utara. Ini adalah teleskop mutakhir yang digunakan dalam pencarian kecerdasan luar angkasa (SETI) serta untuk mempelajari peristiwa astronomi sementara yang menarik seperti semburan radio cepat.
Benih proyek terbaru ditanam lebih dari satu dekade yang lalu. Siemion menghadiri pembicaraan di University of California, Berkeley, tentang versi awal pembelajaran mesin, pengklasifikasi yang menganalisis sinyal radio seperti yang dikumpulkan timnya dari luar angkasa.
"Saya benar-benar terkesan, dan menyadari cara para peneliti SETI mendeteksi sinyal pada saat itu agak naif," kata Siemion, yang memperoleh gelar Ph.D. dalam astrofisika di Berkeley. Para peneliti mulai terhubung dengan pakar radio dalam konferensi di luar bidang astronomi. Di sana, mereka bertemu Adam Thompson, yang memimpin sekelompok pengembang di NVIDIA.
"Kami menjelaskan tantangan kami mencari bandwidth sinyal yang sangat lebar dari luar angkasa dengan kecepatan data tinggi," kata Siemion.
Para peneliti SETI Institute telah menggunakan GPU NVIDIA selama bertahun-tahun untuk mempercepat algoritme yang memisahkan sinyal dari kebisingan latar belakang. Sekarang mereka berpikir ada potensi untuk berbuat lebih banyak.
Awal tahun ini, Thompson menunjukkan kepada tim Siemion produk baru, NVIDIA Holoscan, platform pemrosesan sensor untuk memproses data Ntime nyata dari instrumen ilmiah.
Tim Siemion memutuskan untuk membangun aplikasi uji coba dengan Holoscan pada platform komputasi edge IGX yang jika berhasil, secara radikal dapat mengubah cara kerja Institut SETI.
Lembaga ini berkolaborasi dengan Breakthrough Listen, program penelitian SETI lainnya, yang berkantor pusat di University of Oxford, yang menggunakan lusinan teleskop radio untuk mengumpulkan dan menyimpan data, kemudian dianalisis dalam proses terpisah menggunakan GPU. Setiap teleskop dan analisis menggunakan program terpisah yang dibuat khusus.
"Kami ingin menciptakan sesuatu yang benar-benar akan mendorong kemampuan kami ke depan," kata Siemion. "Kami membayangkan solusi streaming yang dengan cara yang lebih umum mengambil data real-time dari teleskop dan membawanya langsung ke GPU untuk melakukan inferensi AI di atasnya."
Dalam upaya tim, Luigi Cruz, seorang insinyur staf di SETI Institute, mengembangkan penerimaan data real-time dan pipa inferensi menggunakan Holoscan SDK, sementara Peter Ma, kolaborator Breakthrough Listen, membangun dan melatih model AI untuk mendeteksi semburan radio cepat, salah satu dari banyak fenomena radio yang dilacak oleh para astronom. Wael Farah, ilmuwan proyek Allen Telescope Array, memberikan kontribusi kunci pada aspek ilmiah dari penelitian ini.
Mereka menghubungkan pipa Holoscan real-time gabungan, yang berjalan pada platform NVIDIA IGX Orin, ke 28 antena yang diarahkan ke Nebula Kepiting. Selama 15 jam, mereka mengumpulkan lebih dari 90 miliar paket data pada sinyal di spektrum 5GHz.
Sistem mereka menangkap dan menganalisis secara real time hampir 100Gbps data penuh dari percobaan, dua kali kecepatan sebelumnya yang dicapai para astronom. Terlebih lagi, mereka melihat bagaimana kode yang sama dapat digunakan dengan teleskop apa pun untuk mendeteksi semua jenis sinyal.
Tes itu "sangat berhasil," kata Siemion. "Sulit untuk melebih-lebihkan potensi transformatif Holoscan untuk astronomi radio karena seperti kita telah diberi tongkat ajaib untuk mendapatkan semua data kita dari teleskop ke komputer yang dipercepat yang sangat cocok untuk AI." Dia menyebut akses memori langsung di GPU NVIDIA "pengubah permainan."
Alih-alih membuang beberapa datanya untuk memungkinkan pemrosesan yang lebih efisien – seperti yang terjadi di masa lalu – peneliti lembaga dapat menyimpan dan menganalisis semuanya, dengan cepat.
"Ini adalah perubahan besar dalam bagaimana astronomi radio dilakukan," katanya. "Sekarang kita memiliki jalur yang layak untuk cara yang sangat berbeda dalam menggunakan teleskop dengan perangkat lunak AI pintar, dan jika kita melakukannya dengan cara yang terukur, peluang untuk penemuan akan sangat besar."
Tim berencana untuk meningkatkan perangkat lunak percontohannya dan menerapkannya di semua teleskop radio yang saat ini digunakannya di selusin situs. Ini juga bertujuan untuk berbagi kemampuan dalam kolaborasi dengan para astronom di seluruh dunia.
"Niat kami adalah untuk membawa ini ke observatorium internasional yang lebih besar dengan ribuan pengguna dan penggunaan," kata Siemion.
Kemitraan meluas ke susunan teleskop yang didistribusikan secara global yang sekarang sedang dibangun yang menjanjikan untuk meningkatkan urutan besarnya jenis sinyal yang dapat dideteksi oleh para peneliti ruang angkasa.
Kolaborasi telah menjadi tema besar bagi Siemion sejak 2015, ketika ia menjadi peneliti utama untuk Breakthrough Listen. "Kami rakus berkolaborasi dengan siapa pun yang dapat kami temukan," katanya dalam sebuah wawancara video dari Belanda, di mana dia bertemu dengan para astronom lokal.
Bekerja dengan NVIDIA hanyalah salah satu bagian dari upaya yang melibatkan perusahaan dan pemerintah di seluruh disiplin ilmu teknis dan ilmiah. "Bakat teknik di NVIDIA adalah kelas dunia ... Saya tidak bisa mengatakan cukup banyak tentang Adam dan tim Holoscan," katanya.
Perangkat lunak ini membuka pintu besar untuk kolaborasi teknis. "Holoscan memungkinkan kami memasuki komunitas pengembang yang jauh lebih besar daripada yang ada di astronomi dengan keterampilan yang saling melengkapi," katanya. "Akan menarik untuk melihat apakah, katakanlah, algoritma kanker dapat digunakan kembali untuk mencari sumber astronomi baru dan sebaliknya."
Cek Berita dan Artikel yang lain di
Google News
