Reinforcement Learning for Data-Driven Workflows in Radio Interferometry. I. Principal Demonstration in Calibration

要約

電波干渉法は、天体物理現象を研究するために使用される観測技術です。
干渉計によって収集されたデータは、天文学者がそこから科学情報を抽出する前に大幅な処理を必要とします。
データ処理は、一連の校正および分析手順で構成されており、手順自体の特定の構成だけでなく、一連の手順についても選択する必要があります。
これらの選択は通常、測定可能なデータ特性の組み合わせ、機器自体の理解、計算コストと精度の間のトレードオフの理解、および「ベスト プラクティス」とみなされるものについての学習した理解に基づいています。
絶対的な正しさの指標が常に利用できるわけではなく、妥当性は人間の判断に左右されることがよくあります。
特定のデータセットの合理的なワークフローを識別するための基礎となる原則とソフトウェア構成は、学生や科学者向けのトレーニング ワークショップの主題です。
私たちの目標は、ベスト プラクティスを定量化する客観的な指標を使用し、指標に基づいて意思決定の余地を数値的にマッピングすることです。
これらの客観的な指標を使用して、干渉データを処理するための最適なアクションを順序付けできる、自動化されたデータ駆動型の意思決定システムを実証します。
このペーパーでは、干渉法の背後にある原理とデータ処理に必要な手順を簡単に説明します。
現在の自動化アプローチの問題点を明らかにし、これらのボトルネックを解決するためのアイデアを提案します。
プロトタイプがデモンストレーションされ、結果が議論されます。

要約(オリジナル)

Radio interferometry is an observational technique used to study astrophysical phenomena. Data gathered by an interferometer requires substantial processing before astronomers can extract the scientific information from it. Data processing consists of a sequence of calibration and analysis procedures where choices must be made about the sequence of procedures as well as the specific configuration of the procedure itself. These choices are typically based on a combination of measurable data characteristics, an understanding of the instrument itself, an appreciation of the trade-offs between compute cost and accuracy, and a learned understanding of what is considered ‘best practice’. A metric of absolute correctness is not always available and validity is often subject to human judgment. The underlying principles and software configurations to discern a reasonable workflow for a given dataset is the subject of training workshops for students and scientists. Our goal is to use objective metrics that quantify best practice, and numerically map out the decision space with respect to our metrics. With these objective metrics we demonstrate an automated, data-driven, decision system that is capable of sequencing the optimal action(s) for processing interferometric data. This paper introduces a simplified description of the principles behind interferometry and the procedures required for data processing. We highlight the issues with current automation approaches and propose our ideas for solving these bottlenecks. A prototype is demonstrated and the results are discussed.

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