定位20萬(wàn)顆星星只需10秒，AI神器撩開(kāi)宇宙面紗

官菁

云+AI+充沛算力，將為更多領(lǐng)域探索加上無(wú)限可能。

前不久，北上廣迎來(lái)了各自2019年最后一件大事，北京迎來(lái)了2019年的第一場(chǎng)雪和最后一場(chǎng)雪，廣東迎來(lái)了2019年的第一個(gè)秋。上海就厲害了，迎來(lái)了2019年SKA工程與運(yùn)行大會(huì)。

SKA：探索宇宙的神器

什么是SKA？

如果你也曾在深夜仰望過(guò)深邃蒼穹、思索過(guò)浩瀚星空，那么非常有必要了解這個(gè)人類(lèi)歷史上最大的科學(xué)工程之一。

SKA平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡（Square Kilometre Array），是國(guó)際天文學(xué)家們計(jì)劃建造的世界最大綜合孔徑射電望遠(yuǎn)鏡，是即將在澳大利亞和南非建造的新一代射電望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目。

SKA干什么用？

它可能將被用來(lái)探測(cè)宇宙黎明和黑暗時(shí)期，研究星系演化、宇宙學(xué)與暗能量，驗(yàn)證宇宙中有沒(méi)有其他生命、尋找地外文明，利用脈沖星和黑洞檢驗(yàn)強(qiáng)引力場(chǎng)，研究宇宙磁場(chǎng)的起源和演化等。

正如SKA總干事Philip Diamond介紹的：“這個(gè)項(xiàng)目的目的是觀察宇宙，了解我們?cè)谟钪嬷械奈恢?，從大爆炸到我們銀河系和太陽(yáng)所在的局部區(qū)域。但它的價(jià)值，除了用于天文研究外，還將給人們帶來(lái)許多技術(shù)和計(jì)算等方面的創(chuàng)新?！?/p>

用這個(gè)神器追逐和探索星辰大海，會(huì)遇到什么難題呢？

擋住宇宙真相的數(shù)據(jù)面紗

每一個(gè)真相面前往往都覆蓋著層層面紗，而SKA就是那根想要撩開(kāi)宇宙面紗的手指。憑借超高靈敏度、超大視場(chǎng)、超快巡天速度和超高分辨率，SKA繪制天空?qǐng)D譜的速度將數(shù)倍于現(xiàn)有設(shè)施，對(duì)天空的觀測(cè)將顯示出前所未有的細(xì)節(jié)。

但由此而來(lái)的問(wèn)題是，也將產(chǎn)生前所未有的數(shù)據(jù)。海量數(shù)據(jù)不可怕，可怕的是迷失在數(shù)據(jù)的海洋里。

資料顯示，SKA建成后每年存檔大約600PB的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)流量10倍于目前全球的互聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)分析都是該項(xiàng)工程面臨的重大挑戰(zhàn)。而且SKA設(shè)施將遍布南北半球、三個(gè)大洲，要讓這些數(shù)據(jù)跋山涉水與其他研究機(jī)構(gòu)共享，數(shù)據(jù)傳輸也是一個(gè)大問(wèn)題。

數(shù)據(jù)一日不能得到有效處理，宇宙的真相就一日藏在面紗之后。這就好比我們好不容易來(lái)到一座埋滿寶藏的礦山，卻遇上迷霧找不到入口。明知寶藏就在眼前，偏偏進(jìn)又進(jìn)不去背又背不走。

那么，如何挖掘數(shù)據(jù)的價(jià)值信息，撩開(kāi)面紗？

上海天文臺(tái)給出了答案：華為云AI。

挖掘數(shù)據(jù)的價(jià)值信息，撩開(kāi)面紗需要多種技術(shù)有效結(jié)合。

云+AI+充沛算力，為探索提供無(wú)限可能

我們都知道云計(jì)算對(duì)于各產(chǎn)業(yè)帶來(lái)的意義：將數(shù)據(jù)跨越空間進(jìn)行協(xié)作部署，根據(jù)自身需求變化彈性購(gòu)置資源，隨時(shí)在云端共享軟件能力的更新。要解決海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、運(yùn)輸和分析問(wèn)題，云+AI+充沛算力可以說(shuō)是當(dāng)下最有效的途徑。

依托于華為云的彈性存儲(chǔ)服務(wù)，海量數(shù)據(jù)得以被快速且靈活地存儲(chǔ)，同時(shí)也降低了數(shù)據(jù)的訪問(wèn)門(mén)檻。針對(duì)海量數(shù)據(jù)分析，當(dāng)前全球最快的AI訓(xùn)練集群、華為云AI昇騰集群服務(wù)則按需提供澎湃算力，大大縮短SKA天文研究進(jìn)程。

其一，對(duì)宇宙中星體進(jìn)行定位和分類(lèi)。

過(guò)去，使用傳統(tǒng)方法處理SKA先導(dǎo)項(xiàng)目星空觀測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，僅僅一次對(duì)南半球星空中大約20多萬(wàn)顆星體的定位和識(shí)別，天文學(xué)家就需要169天才能完成。

而現(xiàn)在，上海天文臺(tái)與華為合作，通過(guò)深度學(xué)習(xí)方法訓(xùn)練AI模型，并利用華為云AI昇騰集群服務(wù)的世界頂級(jí)AI強(qiáng)勁算力，僅用時(shí)10秒即可完成此任務(wù)。同時(shí)AI模型的平均精度均值mAP可以達(dá)到81%，極大提高了科研效率。

其二，對(duì)宇宙中星體進(jìn)行科學(xué)研究。

除了對(duì)宇宙中星體進(jìn)行定位和分類(lèi)，在華為云的全棧AI能力之下，上海天文臺(tái)也得以將更多AI能力帶入科研之中，比如脈沖星信號(hào)識(shí)別的研究。

該研究展開(kāi)來(lái)說(shuō)，就是基于數(shù)十萬(wàn)的脈沖星信號(hào)數(shù)據(jù)，利用華為云AI昇騰集群服務(wù)，在短時(shí)間內(nèi)訓(xùn)練并建立AI脈沖星識(shí)別模型，解析該圖片是否為脈沖星信號(hào)，識(shí)別精準(zhǔn)率和召回率均高達(dá)98%以上。

對(duì)于天文研究項(xiàng)目中云和AI的應(yīng)用前景，正如SKA區(qū)域中心指導(dǎo)委員會(huì)中方代表、上海天文臺(tái)SKA課題組長(zhǎng)安濤表示：“對(duì)于計(jì)算和存儲(chǔ)靈活的資源配置，云提供了一個(gè)很好的解決方案，這是未來(lái)SKA科學(xué)計(jì)算的一個(gè)趨勢(shì)?！?/p>

但云+AI+充沛算力，將為更多領(lǐng)域探索加上無(wú)限可能。

未來(lái)，華為云AI昇騰集群服務(wù)將在石油勘探、氣象預(yù)測(cè)等領(lǐng)域，持續(xù)將AI普惠，讓千行百業(yè)都能夠享受“行業(yè)+AI”帶來(lái)的驚喜改變。