Новости

Регистрировать космические лучи можно при помощи смартфона

Создатели проекта CRAYFIS предложили регистрировать космические лучи сверхвысоких энергий (UHECR) с помощью распределенной сети мобильных телефонов. Для этого исследователи из лаборатории методов анализа больших данных (LAMBDA) НИУ ВШЭ разработали алгоритм построения свёрточных нейронных сетей, который может работать на обычных мобильных телефонах и регистрировать мюоны, входящие в состав атмосферных ливней.

Камеры мобильных телефонов основаны на похожей базовой технологии, что и детекторы частиц, поэтому они способны регистрировать вторичные частицы (EAS). Частицы взаимодействуют с CMOS камерой и оставляют следы из слабо активированных пикселей, которые иногда трудно отличить от помех и случайного шума.

Добровольцам необходимо установить приложение на смартфон, оставить его на ночь камерой вниз, чтобы обычный свет не попадал на неё. И далее смартфон сканирует мегапиксельные изображения со скоростью 5-15 кадров в секунду и отправляет нужную информацию на сервер.

Ожидается, что сигналы от взаимодействия космических лучей будут встречаться менее чем на 1 из 500 кадров изображения. А если учесть, что в эксперименте могут принимать участие миллионы телефонов, то возникает проблема в отборе только тех изображений, на которых зафиксированы треки мюонов.

«Для отсева фоновых данных требуется триггерный алгоритм. Мы сделали такую нейронную сеть для распознавания мюонных  сигналов, которая может работать на мобильном телефоне достаточно быстро, чтобы успевать обрабатывать видеопоток. Специальная архитектура даёт возможность даже на таком простом оборудовании как мобильный телефон анализировать отклики на прохождение космических лучей», - рассказывает Андрей Устюжанин, заведующий LAMBDA НИУ ВШЭ. 

Сеть разбита на каскады. Первый каскад работает с изображением высокого разрешения, а каждый последующий каскад работает с изображением в 4 раза меньше по площади, работают только на тех участках, которые предыдущий каскад оценил как интересные. Если интересных участков не удалось обнаружить, то каждый каскад может прекратить работу сети в этом участке изображения.

Сейчас разработанная математическая модель проходит бета-тестирование. Поучаствовать в тестировании можно, записавшись на сайте crayfis.io. Авторы надеются, что, в случае успешного выполнения проекта, полученная информация даст возможность астрофизикам всего мира уточнить источники  космических лучей UHECR, а, возможно, и предложить новые теории их природы.

Читайте также
Если бы парни заполучили машину времени: подборка научных мемов
Если бы парни заполучили машину времени: подборка научных мемов
Подборка новых и вечных научных мемов
Как человек отключает естественный отбор?
Как человек отключает естественный отбор?
Обратная сторона современной гуманистической медицины — порча генофонда
История шестиногого монстра, созданного для армии США
История шестиногого монстра, созданного для армии США
Вооруженные силы США потратили миллионы долларов на разработку гигантских шестиногих шагающих грузовиков в 1980-х годах.