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Chile como broker astronómico internacional

30 de Septiembre 2020 Investigación Noticias

Junto al Centro de Modelamiento Matemático (CMM) de la Universidad de Chile y del Instituto Milenio de Astrofísica (MAS), el Data Observatory (DO) anunció su alianza para impulsar el Proyecto ALeRCE, Automatic Learning for the Rapid Classification and Events (en español, plataforma de aprendizaje automático para la clasificación rápida de eventos astronómicos). Con ello Chile se posiciona como un broker astronómico internacional a cargo de la capa de inteligencia artificial que procesará el enorme volumen de alertas que generarán gigantescos telescopios como el Vera Rubin Observatory, también llamado LSST por su programa de monitoreo.

Andrés Jordán, académico de la Facultad de Ingeniería y Ciencias (FIC), investigadores en el DO y director del Instituto Milenio de Astrofísica (MAS), comenta que la fase inicial del DO fue partir desde la tierra y mirar a los cielos, atendiendo el desafío de recolectar y procesar el enorme volumen de datos de la astronomía. En ese sentido, uno de los principales retos que se avecinan se relaciona con la avalancha de datos en tiempo real que proporcionarán los observatorios y telescopios de gran capacidad y envergadura, como el LSST.

Al respecto, Jordán explica que ALeRCE constituye uno de los proyectos más transversales en la comunidad astronómica de Chile y es determinante para lidiar con los nuevos dilemas de la astrofísica, que implica proveer capas de inteligencia artificial para extraer la mejor ciencia de estos instrumentos. Este proyecto que actualmente es impulsado por la academia, lo integran astrofísicos, estadísticos, cientistas de datos entre otros de especialistas.

“Este no es solo un proyecto importante en el contexto chileno, ya que estamos preparándonos para postular y convertirnos en uno de los principales brokers –capa de inteligencia artificial a cargo de millones de alertas astrofísicas por noche- y para ello debemos ser sustentables por al menos una década”, señala el investigador de la FIC.

Por su parte, Alejandro Maass, director del Centro de Modelamiento Matemático de la Universidad de Chile (CMM), comenta sobre esta iniciativa que: “Para poder liderar de manera sostenida en el tiempo un proyecto internacional altamente competitivo como ALeRCE, se requiere aunar esfuerzos técnicos complementarios de muchos actores, desde las matemáticas y técnicas de la inteligencia artificial sofisticadas, hasta la capacidad de cálculo para proveer un servicio que de valor agregado a los datos obtenidos en la astronomía”.

¿Qué es ALeRCE?

Francisco Förster, investigador principal de ALeRCE en CMM e investigador asociado del MAS, agrega que este proyecto comenzó como una idea en el marco de un programa de monitoreo del cielo realizado entre 2013 y 2015, que mediante una cámara de alta capacidad -denominada Dark Energy Camera (DECam)- buscó supernovas en tiempo real. “Este proyecto fue el puntapié inicial para crear un equipo de trabajo interdisciplinario de ingenieros en computación, matemáticos y astrónomos que construyeron herramientas para observar, ingerir y procesar datos con el propósito de descubrir supernovas en tiempo real utilizando herramientas de aprendizaje computacional. Así produjimos y procesamos un stream del orden de 100 mil objetos por noche. A futuro otros telescopios producirán alertas a una tasa aún mayor”.

Hasta 2014, el proyecto ALeRCE (entonces llamado HiTS) utilizaba una cámara de 500 millones de pixeles con una estrategia de observación donde el telescopio visitaba una misma parte del cielo cada 2 horas. La del LSST, en cambio, tendrá 3000 millones de pixeles y visitará la misma región del cielo cada 3 días. Estos datos se enviaban por fibra óptica a Santiago, al laboratorio nacional de computación de alto rendimiento (NLHPC) para ser procesados en tiempo real.

“Este ejercicio nos permitió simular futuros escenarios. Como, por ejemplo, cómo será el telescopio LSST en Chile programado para el año 2023, que producirá 10 millones de eventos por noche, mientras nosotros producíamos 100 mil. Así surge la inquietud sobre cómo saber qué seguir clasificando y priorizando. Un broker astronómico es un instrumento que conecta los telescopios que monitorean el cielo con aquellos que hacen seguimiento de los objetos interesantes y que requieren un rastreo en tiempo real”, puntualiza Förster.

Este es un hito de interés para astrónomos y como set de datos representa también la oportunidad de desarrollar nuevos algoritmos, probar nuevas estructuras y formar equipos interdisciplinarios. Los especialistas aseguran que solo de esta forma el modelo puede replicarse en otros sectores de la industria y las ciencias.

“ALeRCE es un proyecto de clase mundial que se suma al esfuerzo del DO en contribuir al desarrollo científico y tecnológico del país. Esperamos que esta iniciativa además se traduzca en aprendizajes que permitan transferir conocimiento y tecnología aplicados a innovadores motores productivos en Chile”, comenta al respecto Carlos Jerez, director ejecutivo del DO y decano de la FIC.

Como el LSST inicia su funcionamiento en 2023, el equipo ALeRCE buscó otro observatorio para seguir entrenándose. Así eligió el Zwicky Transient Facility (ZTF), un proyecto de búsqueda sistemática de fenómenos astronómicos en el hemisferio norte que abarcan desde novas y supernovas, hasta asteroides o cometas.

Este telescopio, ubicado en Monte Palomar en California y produce 200 mil alertas por noche que hace un año ya ingiere ALeRCE. En este sentido, Francisco Förster señala: “La competencia internacional que se avecina es muy grande y nos obliga a crecer y trabajar en una red colaborativa. Necesitamos muchos recursos y confiamos en que Data Observatory es un aliado que nos ayudará a tener continuidad en el tiempo, generando condiciones que nos permitan trabajar a futuro con el LSST de acuerdo a sus capacidades y requerimientos técnicos”.

Gracias a esta alianza con Data Observatory, ALeRCE podrá iniciar una nueva etapa de desarrollo y expansión. Asimismo, permitirá potenciarse mediante una infraestructura híbrida, asegurándose de la accesibilidad a los datos y un uso efectivo por parte de la comunidad de astrónomos. ALeRCE registra más de 2000 usuarios en 50 países y esperan aumentar dicho impacto. Los principales usuarios se ubican en Chile, Estados Unidos y Japón.

“El capital humano es mucho más importante que la infraestructura, ya que en el corto plazo la infraestructura puede quedar obsoleta; en cambio las personas pueden continuar formándose y adaptándose a las nuevas tecnologías. Las bases de datos abiertas son un campo de experimentación para formar capital humano. En Chile contamos con capital humano que ya sabe hacer este trabajo y que hoy pueden potenciar nuestra investigación y nuestra economía”, concluye Förster.

Más sobre Data Observatory

Data Observatory (DO) es una colaboración público-privada, sin fines de lucro, creada por el Ministerio de Economía junto al Ministerio de Ciencia, Amazon Web Services (AWS) y la Universidad Adolfo Ibáñez (UAI) con la misión de adquirir, procesar, almacenar y disponer conjuntos de datos para contribuir al desarrollo de la ciencia, tecnología, innovación, conocimiento y desarrollo económico debido a su volumen, naturaleza y complejidad.

 

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