論文の概要: Confluence of Artificial Intelligence and High Performance Computing for
Accelerated, Scalable and Reproducible Gravitational Wave Detection
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.08545v1
- Date: Tue, 15 Dec 2020 19:00:29 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-05-07 05:12:50.815559
- Title: Confluence of Artificial Intelligence and High Performance Computing for
Accelerated, Scalable and Reproducible Gravitational Wave Detection
- Title(参考訳): 加速・スケーラブル・再現可能な重力波検出のための人工知能と高性能計算の併用
- Authors: E. A. Huerta, Asad Khan, Xiaobo Huang, Minyang Tian, Maksim Levental,
Ryan Chard, Wei Wei, Maeve Heflin, Daniel S. Katz, Volodymyr Kindratenko,
Dawei Mu, Ben Blaiszik and Ian Foster
- Abstract要約: DOEとNSFが支援するサイバーインフラストラクチャーの接続によって、機械学習モデルをパブリッシュする方法を実証する。
次に、このワークフローを用いて、オープンソースの先進LIGOデータにおいて、二元ブラックホール重力波信号を探索する。
このワークフローを使うことで、オープンソースで利用可能な4つのディープラーニングモデルのアンサンブルがHAL上で実行でき、2017年8月のLIGOデータの高度な処理をわずか7分で行うことができる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 4.081122815035999
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Finding new ways to use artificial intelligence (AI) to accelerate the
analysis of gravitational wave data, and ensuring the developed models are
easily reusable promises to unlock new opportunities in multi-messenger
astrophysics (MMA), and to enable wider use, rigorous validation, and sharing
of developed models by the community. In this work, we demonstrate how
connecting recently deployed DOE and NSF-sponsored cyberinfrastructure allows
for new ways to publish models, and to subsequently deploy these models into
applications using computing platforms ranging from laptops to high performance
computing clusters. We develop a workflow that connects the Data and Learning
Hub for Science (DLHub), a repository for publishing machine learning models,
with the Hardware Accelerated Learning (HAL) deep learning computing cluster,
using funcX as a universal distributed computing service. We then use this
workflow to search for binary black hole gravitational wave signals in open
source advanced LIGO data. We find that using this workflow, an ensemble of
four openly available deep learning models can be run on HAL and process the
entire month of August 2017 of advanced LIGO data in just seven minutes,
identifying all four binary black hole mergers previously identified in this
dataset, and reporting no misclassifications. This approach, which combines
advances in AI, distributed computing, and scientific data infrastructure opens
new pathways to conduct reproducible, accelerated, data-driven gravitational
wave detection.
- Abstract(参考訳): 人工知能(AI)を使用して重力波データの解析を加速し、開発モデルを確実にすることは、MMA(Multi-messenger Astrophysics)における新たな機会を解放し、コミュニティによるより広範な使用、厳密な検証、共有を可能にするために、容易に再利用可能なものである。
本研究では、最近デプロイされたDOEとNSFが支援するサイバーインフラストラクチャーの接続によって、モデルを公開する新たな方法が実現され、その後、ラップトップから高性能コンピューティングクラスタまでのコンピューティングプラットフォームを使用して、これらのモデルをアプリケーションにデプロイする方法を実証する。
我々は、機械学習モデルを公開するためのリポジトリであるData and Learning Hub for Science(DLHub)と、funcXを汎用分散コンピューティングサービスとして使用するHardware Accelerated Learning(HAL)ディープラーニングコンピューティングクラスタを接続するワークフローを開発する。
次に、このワークフローを用いて、オープンソースの先進LIGOデータにおいて、二元ブラックホール重力波信号を探索する。
このワークフローを使用することで、2017年8月の全月の高度なligoデータの処理と、このデータセットで以前に特定された4つのバイナリブラックホールのマージをすべて識別し、誤分類を報告せずに、公開可能な4つのディープラーニングモデルのアンサンブルがhal上で実行可能であることが分かりました。
ai、分散コンピューティング、科学データインフラの進歩を組み合わせたこのアプローチは、再現性があり、加速され、データ駆動の重力波検出を行うための新しい経路を開く。
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