Oleh: Danny Price*
Sekitar 540 juta tahun yang lalu, beragam bentuk kehidupan tiba-tiba mulai muncul dari dasar samudra berlumpur di planet Bumi. Periode ini dikenal sebagai Ledakan Kambrium, dan makhluk air ini adalah leluhur purba kita.
Semua kehidupan kompleks di Bumi berevolusi dari makhluk bawah air ini. Para ilmuwan percaya bahwa yang diperlukan hanyalah sedikit peningkatan kadar oksigen laut di atas ambang batas tertentu.
Kita sekarang mungkin berada di tengah Ledakan Kambrium untuk kecerdasan buatan (AI). Dalam beberapa tahun terakhir, ledakan program AI yang sangat mumpuni seperti Midjourney , DALL-E 2 dan ChatGPT telah menunjukkan kemajuan pesat yang telah kami buat dalam pembelajaran mesin.
AI sekarang digunakan di hampir semua bidang sains untuk membantu peneliti dengan tugas klasifikasi rutin. Ini juga membantu tim astronom radio kami memperluas pencarian kehidupan di luar bumi, dan hasilnya sejauh ini menjanjikan.
Menemukan Sinyal Alien dengan AI
Saat para ilmuwan mencari bukti kehidupan cerdas di luar Bumi, kami telah membangun sistem AI yang mengalahkan algoritme klasik dalam tugas deteksi sinyal. AI kami dilatih untuk mencari melalui data dari teleskop radio untuk mencari sinyal yang tidak dapat dihasilkan oleh proses astrofisika alami.
Saat kami memberi AI kami dataset yang dipelajari sebelumnya, ia menemukan delapan sinyal menarik yang terlewatkan oleh algoritme klasik. Untuk lebih jelasnya, sinyal-sinyal ini mungkin bukan dari kecerdasan luar angkasa, dan kemungkinan besar merupakan kasus interferensi radio yang jarang terjadi.
Meskipun demikian, temuan kami – yang diterbitkan hari ini di Nature Astronomy – menyoroti bagaimana teknik AI pasti memainkan peran berkelanjutan dalam pencarian kecerdasan luar angkasa.
Tidak Begitu Cerdas
Algoritme AI tidak “mengerti” atau “berpikir”. Mereka unggul dalam pengenalan pola, dan telah terbukti sangat berguna untuk tugas-tugas seperti klasifikasi – tetapi mereka tidak memiliki kemampuan untuk memecahkan masalah. Mereka hanya melakukan tugas khusus yang telah dilatih untuk mereka lakukan.
Jadi, meskipun gagasan tentang AI yang mendeteksi kecerdasan luar angkasa terdengar seperti plot novel fiksi ilmiah yang menarik, kedua istilah itu cacat: program AI tidak cerdas, dan pencarian kecerdasan luar angkasa tidak dapat menemukan bukti langsung tentang kecerdasan.
Sebaliknya, astronom radio mencari “technosignatures” radio. Sinyal-sinyal yang dihipotesiskan ini akan menunjukkan keberadaan teknologi dan, secara proksi, keberadaan masyarakat dengan kemampuan memanfaatkan teknologi untuk komunikasi.
Untuk penelitian kami, kami membuat algoritme yang menggunakan metode AI untuk mengklasifikasikan sinyal sebagai gangguan radio, atau kandidat teknosignature asli. Dan algoritme kami bekerja lebih baik dari yang kami harapkan.
Apa yang Dilakukan Algoritme AI?
Pencarian technosignature telah disamakan dengan mencari jarum di tumpukan jerami kosmik. Teleskop radio menghasilkan volume data yang sangat besar, dan di dalamnya terdapat gangguan dalam jumlah besar dari sumber seperti telepon, WiFi, dan satelit.
Algoritme pencarian harus dapat menyaring tanda tangan teknologi asli dari “false positive”, dan melakukannya dengan cepat. Pengklasifikasi AI kami memenuhi persyaratan ini.
Itu dirancang oleh Peter Ma, seorang mahasiswa Universitas Toronto dan penulis utama makalah kami. Untuk membuat sekumpulan data pelatihan, Peter memasukkan sinyal simulasi ke dalam data nyata, lalu menggunakan kumpulan data ini untuk melatih algoritme AI yang disebut autoencoder. Saat autoencoder memproses data, ia “belajar” untuk mengidentifikasi fitur yang menonjol dalam data.
Pada langkah kedua, fitur-fitur ini dimasukkan ke dalam algoritme yang disebut pengklasifikasi hutan acak. Pengklasifikasi ini membuat pohon keputusan untuk memutuskan apakah suatu sinyal penting, atau hanya gangguan radio – pada dasarnya memisahkan “jarum” technosignature dari tumpukan jerami.
Setelah melatih algoritme AI kami, kami memberinya lebih dari 150 terabyte data (480 jam pengamatan) dari Teleskop Green Bank di West Virginia. Itu mengidentifikasi 20.515 sinyal minat, yang kemudian harus kami periksa secara manual. Dari jumlah tersebut, delapan sinyal memiliki karakteristik technosignatures, dan tidak dapat dikaitkan dengan interferensi radio.
Misteri Delapan Sinyal
Untuk mencoba dan memverifikasi sinyal-sinyal ini, kami kembali ke teleskop untuk mengamati kembali kedelapan sinyal yang menarik. Sayangnya, kami tidak dapat mendeteksi ulang salah satu dari mereka dalam pengamatan lanjutan kami.
Kami pernah berada dalam situasi yang sama sebelumnya. Pada tahun 2020 kami mendeteksi sinyal yang ternyata merupakan gangguan radio yang merusak. Meskipun kami akan memantau delapan kandidat baru ini, penjelasan yang paling mungkin adalah bahwa mereka adalah manifestasi gangguan radio yang tidak biasa: bukan alien.
Sayangnya masalah interferensi radio tidak ke mana-mana. Tapi kita akan lebih siap untuk menghadapinya saat teknologi baru muncul.
Mempersempit Pencarian
Tim kami baru-baru ini memasang prosesor sinyal yang kuat di teleskop MeerKAT di Afrika Selatan. MeerKAT menggunakan teknik yang disebut interferometri untuk menggabungkan 64 piringannya untuk bertindak sebagai teleskop tunggal. Teknik ini lebih mampu menentukan dari mana asal sinyal di langit, yang secara drastis akan mengurangi positif palsu dari interferensi radio.
Jika para astronom berhasil mendeteksi technosignature yang tidak dapat dijelaskan sebagai interferensi, sangat disarankan bahwa manusia bukanlah satu-satunya pencipta teknologi di dalam Galaxy. Ini akan menjadi salah satu penemuan paling mendalam yang bisa dibayangkan.
Pada saat yang sama, jika kita tidak mendeteksi apa pun, itu tidak berarti kita satu-satunya spesies “cerdas” yang mampu secara teknologi. Non-deteksi juga bisa berarti kita belum mencari jenis sinyal yang tepat, atau teleskop kita belum cukup sensitif untuk mendeteksi transmisi samar dari planet ekstrasurya yang jauh.
Kita mungkin perlu melewati ambang kepekaan sebelum Ledakan Kambrium penemuan dapat dilakukan. Alternatifnya, jika kita benar-benar sendirian, kita harus merenungkan keindahan dan kerapuhan unik kehidupan di Bumi ini.
Penulis: Danny Price adalah peneliti postdoctoral senior di International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR) di Curtin University. Dia adalah anggota inisiatif Mendengarkan Terobosan untuk mencari kehidupan berakal di luar Bumi.
