Katie Bouman: 5 hurtige fakta, du skal vide

Katie Bouman, 29, er forskeren, der ledede oprettelsen af ​​en algoritme, der tillod forskere at fange billeder af et sort hul for allerførste gang. National Science Foundation afslørede det aldrig før sete billede den 10. april 2019.

Bouman var kandidatstuderende ved Massachusetts Institute of Technology, da hun kom med formlen. Teamet, der i flere år stræbte efter at tage et fotografi af et sort hul, kaldes Event Horizon Telescope Samarbejde.

Ifølge CNN , Bouman udviklede en afgørende algoritme, der hjalp med at udforme billeddannelsesmetoder for tre år siden. Denne algoritme førte til billedet af et supermassivt sort hul i midten af ​​M87 -galaksen. Bouman, der arbejdede med mere end 200 forskere, brugte tre år på at styre verifikation af billeder og valg af billedparametre, da de tog de sparsomme og støjende data fra en række teleskoper til at lave et billede, ifølge CNN.

Vi udviklede måder at generere syntetiske data og brugte forskellige algoritmer og testede blindt for at se, om vi kan gendanne et billede. Vi ville ikke bare udvikle en algoritme. Vi ville udvikle mange forskellige algoritmer, der alle har forskellige antagelser indbygget i dem. Hvis alle genopretter den samme generelle struktur, så bygger det din tillid, sagde Bouman til CNN. Uanset hvad vi gjorde, skulle du bøje dig baglæns gal for at få noget, der ikke var denne ring.

Ingen af ​​os kunne have gjort det alene. Det kom sammen på grund af masser af forskellige mennesker fra mange baggrunde, tilføjede Bouman.

Jeg vil gerne opfordre jer alle til at gå ud og hjælpe med at skubbe grænserne for videnskab, selvom det i første omgang kan virke lige så mystisk som et sort hul, Bouman sagde i 2016 .

Her er hvad du behøver at vide.

1. Katie Bouman er blevet sammenlignet på sociale medier med Margaret Hamilton, en stipendiat i MIT, der skrev kritisk softwarekode til NASA

For 3 år siden ledte MIT-gradstuderende Katie Bouman skabelsen af ​​en ny algoritme til at producere det første billede nogensinde af et sort hul.

I dag blev dette billede frigivet.

Mere info: https://t.co/WITAL1omGl

2016 historie: https://t.co/QV7Zf2snEP #EHTsorte hul #EventHorizonTelescope pic.twitter.com/u6FBswmGDZ

- MED CSAIL (@MIT_CSAIL) 10. april 2019

Katie Boumans alma mater sørgede for at give hende masser af æren for opdagelsen af ​​den nye algoritme, der tillod forskere at tage et billede af et sort hul for første gang i historien. Computer Science & Artificial Intelligence Lab på MIT delte ovenstående foto på sociale medier og viste det sorte hul og Bouman side om side.

Til venstre: MIT -computerforsker Katie Bouman m/stakke af harddiske med sorte hullers billeddata.

Til højre: MIT -computerforsker Margaret Hamilton m/den kode, hun skrev, der hjalp med at sætte en mand på månen.

(billedkredit @floragraham ) #EHTsorte hul #BlackHoleDay #Sort hul pic.twitter.com/Iv5PIc8IYd

- MED CSAIL (@MIT_CSAIL) 10. april 2019

MIT delte også et billede af Bouman, der stod ved siden af ​​stabler af harddiske med billeddata i sorte huller. De sammenlignede Boumans skabelse med forskningen, der gjorde astronauter i stand til at lande på månen ved at placere et billede af Margaret Hamilton sammen med Bouman. Hamilton, der også var en MIT -videnskabsmand, blev krediteret med at have skrevet den afgørende softwarekode, der tillod NASA at gøre en mission til månen mulig.

Billeddannelse af et sort hul med et teleskop ville kræve, at det var næsten lige så stort som Jorden selv.

I stedet brugte forskere flere teleskoper og flettede deres resultater ved hjælp af en særlig algoritme oprettet af MIT's Katie Bouman: https://t.co/mgglUMyC9U

(billeder v/ @thenrao & @johnkwerner ) pic.twitter.com/u2lHbldOsj

- MED CSAIL (@MIT_CSAIL) 10. april 2019

se belmont stakes online

I 2016, mens hun arbejdede med et team fra MITs datalogi for videnskab og kunstig intelligens, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics og MIT Haystack Observatory, hun fortalte MIT News, Et sort hul er meget, meget langt væk og meget kompakt. .. (At tage et billede af det sorte hul i midten af ​​Mælkevejen galakse er) svarer til at tage et billede af en grapefrugt på månen, men med et radioteleskop. At forestille sig noget så lille betyder, at vi skulle bruge et teleskop med en diameter på 10.000 kilometer, hvilket ikke er praktisk, fordi Jordens diameter ikke engang er 13.000 kilometer.

Ifølge MIT News -historien, algoritmen Bouman hjalp med at skabe ville samle data samlet fra radioteleskoper over hele jorden, hvilket skabte en stor radioteleskopskål.

2. Bouman lagde et foto op af hendes umiddelbare reaktion - 'vantro' - efter at have set billedet af det sorte hul for første gang

Katie Bouman ser ud til at holde sine sociale medieprofiler meget private. Men billedet af hende, der reagerede på at se billedet af det sorte hul for første gang, blev offentliggjort på hendes Facebook -side.

Bouman lagde et billede af sig selv med hænderne op til munden med billedet af det sorte hul på sin computerskærm i baggrunden. Hun skrev i billedteksten, Se i vantro, da det første billede, jeg nogensinde lavede af et sort hul, var i gang med at blive rekonstrueret.

I et interview med Nature Video sagde Bouman: Dette er kun begyndelsen på at kunne få endnu et vindue til, hvad sorte huller kan fortælle os om vores love og fysik. Men allerede har vi lært så meget. Selvom vi havde forudsagt, at hvis du havde et sort hul, ville du se denne lysring, men vi vidste ikke, at vi skulle få den lysring. Og det var det, vi testede. Vi kunne have fået bare en klat. Så at se den ring og se en ring, der har en størrelse, der er i overensstemmelse med andre målinger, der er blevet foretaget helt uafhængigt, jeg tror, ​​at i sig selv bare at kunne se den lysring, at kunne se, at den ring eksisterer, er enorm.

Vincent Fish, forsker ved MIT's Haystack Observatory, fortalte CNN , (Bouman) var en stor del af et af de billeddannende underteam. En af de indsigter, Katie bragte til vores billeddannelsesgruppe, er, at der er naturlige billeder. Tænk bare på de fotos, du tager med din kameratelefon - de har visse egenskaber. ... Hvis du ved, hvad en pixel er, har du et godt gæt på, hvad pixlen er ved siden af.

Bouman lagde senere et foto op med flere af de teammedlemmer, hun samarbejdede med om missionen om at dokumentere et sort hul. Hun skrev på Facebook, jeg er så begejstret for, at vi endelig kan dele det, vi har arbejdet med det sidste år! Billedet, der vises i dag, er en kombination af billeder, der er produceret på flere måder. Ingen algoritme eller person lavede dette billede, det krævede det fantastiske talent fra et team af forskere fra hele verden og mange års hårdt arbejde for at udvikle instrumentet, databehandling, billeddannelsesmetoder og analyseteknikker, der var nødvendige for at fjerne dette tilsyneladende umulig bedrift. Det har virkelig været en ære, og jeg er så heldig at have haft mulighed for at arbejde sammen med jer alle.

Hendes far, Charles Bouman, ingeniørprofessor ved Purdue University, fortalte Journal & Courier hans datter havde fortalt sin familie, at der ville komme en stor meddelelse onsdag, men sagde, at hun ikke kunne give detaljer.

Men hun fik ikke lov til at fortælle os, hvad det var, præcis, selvom vi lidt gættede på, at det måtte være det første billede. Hun holdt det helt hemmeligt, selv fra sine forældre, fortalte hendes stolte far til den lokale avis, efter at billedet blev afsløret. Han sagde, at det var spændende for ham som forælder og forsker, fordi hans datter bragte mennesker sammen i tværfagligt arbejde, hvilket er enormt udfordrende.

Han fortalte avisen, men også teknisk er dette et slags område af væsentlig interesse for mig i min egen forskning. Selvom jeg vil sige, at hun tog et meget større skridt. … Jeg ser dette som et kæmpe skridt, fordi det er et eksempel på, hvad jeg vil kalde et gennembrudsresultat. Det bringer virkelig det, vi kalder maskinlæring og kunstig intelligens, til videnskabelig opdagelse.

3. Bouman, der studerede elektroteknik på MIT, holdt en Ted -snak om 'Sådan tager du et billede af et sort hul'

Du ser på det første billede nogensinde af et sort hul. Det blev fanget af #NSFFfinansieret @teleskop projekt. #ehtblackhole #RealBlackHole https://t.co/6dglvqrvOs pic.twitter.com/0hclANf4tc

- National Science Foundation (@NSF) 10. april 2019

Dette var et øjeblik, der var næsten tre år undervejs. Katie Bouman ledede udviklingen af ​​algoritmen i 2016, mens hun var kandidatstuderende på MIT og studerede elektroteknik og datalogi. Hun samarbejdede med Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics og MIT Haystack Observatory for at færdiggøre formlen.

Bouman betegnede algoritmen Continuous High-resolution Image Reconstruction ved hjælp af Patch priors. Hun forklarede til MIT Nyheder på det tidspunkt, at forsøg på at tage et billede af et sort hul er sammenligneligt med at tage et billede af en grapefrugt på månen, men med et radioteleskop. At forestille sig noget så lille betyder, at vi skulle bruge et teleskop med en diameter på 10.000 kilometer, hvilket ikke er praktisk, fordi Jordens diameter ikke engang er 13.000 kilometer.

For at komme uden om denne udfordring er Boumans algoritme ikke afhængig af et enkelt teleskop. I stedet samler det data fra radioteleskoper rundt om i verden. Event Horizon Telescope var det team, der samarbejdede om at sammensætte alle dataene.

I november 2016, Bouman holdt en Ted Talk på TedxBeaconStreet om hendes arbejde, med titlen Sådan tager du et billede af et sort hul. Du kan se hende tale herunder:

Forskellige typer billeder har meget forskellige træk. Vi kan let se forskellen mellem simuleringsbilleder i sorte huller og billeder, vi tager hver dag her på Jorden. Vi har brug for en måde at fortælle vores algoritmer om, hvordan billeder ser ud uden at pålægge en type billedfunktioner for meget. En måde, vi kan prøve at komme uden om dette på, er ved at pålægge funktionerne i forskellige slags billeder og se, hvordan den type billede, vi antager, påvirker vores rekonstruktioner. Hvis alle billedtyper frembringer et billede, der ligner hinanden meget, så kan vi begynde at blive mere sikre på, at de billedantagelser, vi laver, ikke forstyrrer dette billede så meget, sagde hun under talen.

Bouman tilføjede: Dette er lidt som at give den samme beskrivelse til tre forskellige skitsekunstnere fra hele verden. Hvis de alle producerer et ansigt, der ligner hinanden meget, kan vi begynde at blive sikre på, at de ikke pålægger deres egne kulturelle forspændinger på tegningerne. En måde vi kan forsøge at pålægge forskellige billedfunktioner er ved at bruge stykker af eksisterende billeder. Så vi tager en stor samling billeder, og vi bryder dem ned i deres små billedplaster. Vi kan derefter behandle hvert billedplaster lidt som brikker i et puslespil. Og vi bruger almindeligt set puslespil til at sammensætte et billede, der også passer til vores teleskopmålinger.

4. Hun har en ph.d. i elektroteknik og er i øjeblikket professor ved California Institute of Technology i Pasadena

Meget stolt af Katie, og glad for at få hende til at være med som Caltechs nyeste fakultet. https://t.co/2OjVKCnDcn

- Yisong Yue (@yisongyue) 10. april 2019

Katie Bouman Kollegium uddannelse begyndte på University of Michigan. Hun fik en bachelorgrad i elektroteknik i 2011.

Bouman tog derefter til Cambridge, Massachusetts. Hun fik en kandidatgrad i elektroteknik og datalogi i 2013 fra Massachusetts Institute of Technology. Bouman blev på MIT til sin ph.d., som hun opnåede i 2017.

Som nævnt ovenfor begyndte Bouman at samarbejde med Event Horizon Telescope, mens hun stadig var studerende. Hun blev ved som postdoktor efter at have modtaget sin doktorgrad.

Bouman underviser nu. Hun accepterede en Visiting Associate -stilling i afdelingen Computing and Mathematical Sciences ved California Institute of Technology i Pasadena. Hendes forskningsfokus er beskrevet på Caltechs websted som at designe systemer, der tæt integrerer algoritme og sensordesign, hvilket gør det muligt at observere fænomener, der tidligere var vanskelige eller umulige at måle med traditionelle tilgange.

5. Bouman, en vestlig Lafayette, Indiana, indfødt, der forskede på Purdue, mens han stadig var i gymnasiet, er en nygift

Katherine L. Bouman havde for nylig også grund til at fejre i sit personlige liv. Hun er nygift.

Ifølge hendes profil på TheKnot.com, Bouman blev gift med Joe Leong den 2. september 2018 i Michigan. Hendes forsidefoto på Facebook viser hendes brudekjole.

Bouman blev født den 9. maj 1989 ifølge en søgning i online -optegnelser. Bouman er oprindeligt fra West Lafayette, Indiana. Hun tog eksamen fra West Lafayette High School i 2007, ifølge Journal & Courier. Hun er datter af Charles Bouman og Cristina Bouman og har en søster, Amanda Bouman.

Hendes far, Charles Bouman, fortalte Journal & Courier, at hans datter lavede billedundersøgelser på Purdue University i hendes hjemby, mens hun stadig var i gymnasiet. Hendes gymnasielærer, Phil Pusey, fortalte avisen, at han var begejstret for hendes succes.

Hun var en super-detaljeret slags barn, selv da jeg havde hende i klassen. Hun var altid ordnet og organiseret, lab notater blev skrevet ud til super-detaljer. ... Jeg kan ikke vente med at vise mine børn i klassen. Det er virkelig fedt, sagde Pusey.