由西北大学牵头的大型多机构合作项目已获得 2000 万美元拨款，用于开发新的人工智能 (AI) 工具并将其应用于天体物理学研究和深空探索。
由美国国家科学基金会 (NSF) 和西蒙斯基金会联合资助，这笔竞争激烈的赠款将建立 NSF-西蒙斯人工智能天空研究所 (SkAI，发音为 sky)。SkAI 是今天宣布成立的两个国家天文学人工智能研究所之一。西北大学天体物理学家 Vicky Kalogera 是该资助项目的首席研究员，并将担任 SkAI 的主任。西北大学人工智能专家 Aggelos Katsaggelos 是该资助项目的联合首席研究员。
新研究所将联合多学科研究人员开发创新、值得信赖的天文学人工智能工具，该工具将用于通过分析大量数据来寻求突破性发现。天文学数据集、转换基于物理的模拟等等。随着包括智利维拉·鲁宾天文台在内的前所未有的大型天空调查即将启动，天文学家将需要更智能、更高效的工具来加速对日益庞大的数据集的挖掘和解释。SkAI 将在开发和完善这些工具方面发挥关键作用。
我很高兴有机会与我们出色的跨学科、多机构团队合作，以便我们能够加速数据驱动的革命卡洛格拉说，广阔而深邃的天空调查将给天文学领域带来影响。我们将在巨大的尺度上转变我们对天体物理学的理解，从恒星及其产生的瞬变，到它们所居住的不断演化的星系、它们形成的黑洞，以及宇宙的暗区及其宇宙学起源。
<卡洛格拉是温伯格艺术与科学学院物理学和天文学的 Daniel I. Linzer 杰出教授，也是西北大学天体物理学跨学科探索与研究中心 (CIERA) 的主任。Katsaggelos 是麦考密克工程学院电气和计算机工程系的 Joseph Cummings 教授、艺术科学研究中心的联合主任，并在计算机科学和放射学领域受礼节性任命。西北大学之一西北大学教务长凯瑟琳·哈格蒂表示，优先事项是利用数据分析和人工智能的力量，因此我对这种符合我们愿景的合作伙伴关系感到非常兴奋。同样，跨学科创新是西北大学精神的核心。此次合作有望对我们的学生和教师、当地社区和全球科学界产生积极影响。
在西北大学，SkAI 研究所包括来自温伯格学院和西北工程学院的 14 名教职人员。
SkAI 为西北大学及其合作机构的人工智能社区提供了一个独特且令人兴奋的机会，可以突破极限并在多个领域实现基础人工智能突破Katsaggelos 说，科学领域，例如生成模型、天体物理学信息和可解释的架构以及不确定性量化。这些重大进展需要多学科研究所结构产生的协同作用。作为西北大学第一个国家人工智能研究所，我们将引领一场变革，使西北大学走在研究和技术的最前沿。对于西北大学的人工智能研究人员来说，这是一个激动人心的时刻。
SkAI 位于伊利诺伊州中心，将联合来自 25 个合作伙伴组织的 83 名团队成员。SkAI 研究所将成为一个包容性的、跨学科的纽带，将加速人工智能天文学研究并帮助教育多元化的劳动力。
伊利诺伊州已经是一个国际研究和技术中心，而我们的州非常适合美国参议员塔米·达克沃斯（伊利诺伊州民主党人）表示，该计划旨在加大投资、创新和创造就业机会。我很高兴看到 NSF 在我们州投资建立了这个新的人工智能天空研究所，帮助加深对天文学和天体物理学的科学研究和理解。我们的国家明确表示，我们已准备好竞争，并拥有创新和人才，将我们的国家、国家和世界带入未来。
人工智能正在改变我们对待世界的方式，美国参议员迪克·德宾（D-IL）说道。天空人工智能：SkAI 研究所让伊利诺伊州能够领导探索这项技术的可能性及其在天体物理学中的应用。伊利诺伊州世界一流的研究型大学长期以来一直与美国国家科学基金会和西蒙斯基金会合作，致力于开发下一代技术的前沿。得益于像 SkAI 这样的合作，我们的州将继续在未来的行业中处于领先地位。
西北大学的核心合作伙伴是芝加哥大学、伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校和国家超级计算应用中心，与来自阿贡国家实验室、费米国家加速器实验室、伊利诺伊大学芝加哥分校、阿德勒天文馆和威斯康星大学麦迪逊分校以及多个本科教育和研究机构以及工业和艺术组织的其他合作伙伴一起。该团队由来自不同背景的研究人员组成，包括天体物理学、基础人工智能、教育、伦理、软件工程和艺术方面的专家。
SkAI 研究中心依托西北大学的多学科优势，致力于解决一些最深刻的问题西北大学负责研究的副校长埃里克·佩罗(Eric Perreault)表示，他在天体物理学方面拥有丰富的经验。该计划由 Kalogera 和 Katsaggelos 教授领导，汇集了世界一流的专业知识，以加速发现，并将西北大学定位为人工智能驱动研究的领导者。芝加哥大学和伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校等主要区域合作伙伴以及伊利诺伊大学芝加哥分校、阿德勒天文馆、阿贡国家实验室、费米实验室和芝加哥城市学院等合作者扩大了该中心的影响力。西北大学对跨学科和机构间合作的承诺确保了这一举措能够蓬勃发展，推动突破性的发现并加强该地区的卓越研究。
在未来十年中，维拉·C·鲁宾天文台将启动遗产时空巡天（LSST）。LSST 将生成南方天空最宽、最深的图像，并制作有史以来第一部深邃的彩色电影，展示天空如何随时间变化。该项目每晚将生成数十 TB 的数据，可能会解答宇宙中最难以捉摸的秘密，包括暗物质和暗能量的性质、星系的形成以及恒星及其爆炸产生的元素。
虽然像 LSST 这样的调查有望带来天体物理学和宇宙学的变革性进步，但它们也要求研究人员处理前所未有的天体物理信息。新的人工智能工具对于应对这一非凡挑战至关重要。为了帮助实现这一目标，SkAI 研究所将在天文学和人工智能的交叉领域开发和提供创新，以提高模拟的速度和可靠性，并优化仪器和调查的设计。
“海量数据维拉·C·鲁宾天文台和其他大型天文项目将在未来几年收集到的数据实在是太大太丰富了，无法用现有方法进行充分探索，”国家科学基金会主任塞图拉曼·潘查纳坦 (Sethuraman Panchanathan) 说。“通过工具箱中可靠且值得信赖的人工智能，从学生到高级研究人员的每个人都将拥有令人兴奋的新方法来获得有价值的见解，从而获得可能隐藏在数据中的惊人发现。”
科学发现和数据处理并不是 SkAI 研究所的唯一目标。该研究所开发的所有人工智能工具都将开源，供整个社区用于天文学及其他领域的研究。新研究所还将帮助整个天文学界使用尖端的人工智能工具来应对快速发展的挑战，并培养/培养具有道德意识和多元化的跨学科领导者。
帮助建立包容性文化为了培养更大规模、更多元化的 STEM 劳动力队伍，SkAI 团队包括 SkAI 卫星网络、16 个地区和国家大学合作伙伴，其中包括 13 个少数族裔服务机构和两个 EPSCoR（刺激竞争性研究既定计划）机构。这项通过 SkAI 卫星网络开展的工作旨在提高人工智能和天文学领域的代表性，通过让该网络的教职员工和学生参与长期指导和工作伙伴关系，以培养所有成员都能蓬勃发展的研究和学习文化。
通过开源代码和培训研讨会，我们将专注于与社区互动并满足他们在这个令人兴奋的天文研究和教育以及职业发展方面的需求-AI 时代，Kalogera 说。
国家人工智能研究所成立于 2020 年，代表了美国政府促进人工智能长期基础研究的基石承诺。另一个国家天文学人工智能研究所是由德克萨斯大学奥斯汀分校领导的 NSF-Simons CosmicAI 研究所。