Tiedemiehet ovat vuosien ajan yrittäneet ratkaista teknisen esteen, joka liittyy auringossa luonnollisesti esiintyvän ydinfuusion monistamiseen. Fuusion saavuttaminen maan päällä on kuitenkin ollut vaikea haaste tähän asti. Tutkijat uskovat, että tekoäly voi ratkaista ydinfuusio-ongelman ja paljastaa kestävien fuusioreaktorien salaisuudet.
Princetonin plasmafysiikan laboratorion tutkijat ovat ensimmäisiä, jotka osoittavat, kuinka tekoälyä voidaan käyttää fuusiolaitteessa mahdollisesti esiintyvien katastrofaalisten epävakauksien ennustamiseen ja siten välttämiseen. Heidän työnsä osoittaa tekoälyn kyvyn ohjata plasmaa ja tehdä merkittävä harppaus fuusioenergian kehityksessä samalla, kun se kohtaa suuren haasteen.
Kohokohdat: AI vakauttaa fuusiotehoa
- Koneoppiminen voi nopeasti analysoida dataa, tunnistaa kuvioita ja mukautua parantamaan fuusioreaktioiden hallintaa stellaraattoreissa ja tokamakeissa.
- AI on onnistunut vältytään magneettisilta häiriöiltä jotka horjuttavat fuusioplasmaa kahdessa tokamak-reaktorissa, jotka toimivat korkeassa tilassa.
- Tutkijat käyttävät tekoälyä optimoimaan stellaraattorien suunnittelua, nopeuttamaan monimutkaisia fysiikan koodeja ja virtaviivaistamaan seuraavan sukupolven tokamakkien lämpövirran mallintamista.
- Onnistunut reaaliaikainen ohjaus demonstroitiin DIII-D tokamak -fuusioreaktorissa.
- Koetietoihin integroidut koneoppimismallit pyrkivät paljastamaan optimaaliset plasman eristysmenetelmät kaupallisen mittakaavan fuusioreaktoreille.
” Plasmassa on epävakauksia, jotka voivat johtaa vakaviin vaurioihin fuusiolaitteelle. Emme voi saada tällaisia aineita kaupalliseen fuusiosäiliöön ”, Egemen Kolemen lisäsi . ” Työmme edistää alaa ja osoittaa, että tekoälyllä voisi olla tärkeä rooli fuusioreaktioiden hallinnassa tulevaisuudessa, välttäen epävakauksia ja samalla mahdollistaen plasman tuottavan mahdollisimman paljon fuusioenergiaa. ”
Katso myös : Helion Energy murtaa fuusioenergiakoodin, jota tukevat Sam Altman ja Microsoft
Tekoälyratkaisu: Ennustaminen ja ehkäisy
Tutkijat kouluttivat tekoälyjärjestelmää San Diegon DIII-D National Fusion Facilityn aiempien kokeiden datalla . Tekoäly pystyi sitten ennustamaan jopa 300 millisekuntia etukäteen magneettikentän viivojen mahdollisia repeytymismoodin epävakauksia ja häiriöitä, jotka mahdollistavat plasman karkaamisen reaaliaikaisten fuusiokokeiden aikana.
Tällä varhaisella varoituksella AI-ohjain sääti keskeisiä toimintaparametreja, kuten plasman muotoa ja tulon lämmitystä, jotta epävakaudet eivät muodostu ja häiritsisi plasmaa.
” Oppimalla aiemmista kokeista fysiikkaan perustuvien mallien sijaan tekoäly voisi kehittää lopullisen ohjauskäytännön, joka tukisi vakaata ja tehokasta plasmatilaa reaaliajassa todellisessa reaktorissa ”, sanoi tutkimusjohtaja, Princetonin apulaisprofessori Egemen Kolemen.
Monimutkaisuuden voittaminen tekoälyn avulla
Jopa maailman tehokkaimmilla supertietokoneilla fuusioplasman turbulenttisen, monimuotoisen dynamiikan tarkka mallintaminen on monimutkaista. Tutkijat tunnustavat haasteita tekoälyohjaimen laajentamisessa ja yleistämisessä.
- Voimakkaat magneettikentät kamppailevat hillitäkseen yli 100 miljoonan celsiusasteen tulistettua plasmaa donitsimaisissa tokamak-laitteissa
- Epävakautta aiheuttavat häiriöt magneettikentissä ja antaa plasman paeta. Tämä on ollut merkittävä este kestävän fuusiopolton saavuttamiselle.
- Todellisten olosuhteiden matkiminen vaatii erittäin monimutkaisia laskennallisia koodeja jotka toimivat hitaasti jopa edistyneissä supertietokoneissa.
- Tasapainottaa tarkkuuden ja nopeuden välinen kompromissi optimoitaessa koodeja koneoppimismalleja käyttäen.
- Integroi useita korkean tarkkuuden fysiikan koodeja ja laajoja kokeellisia tietojoukkoja tarkkojen simulaatioiden luomiseksi.
- Epävakauden voittaminen, kuten reunalokalisoidut tilat jotka voivat vahingoittaa reaktorin komponentteja suuremmissa, kuumemmissa kaupallisissa reaktoreissa.
Tekoälyllä toimivan fuusion potentiaalin vapauttaminen
Edessä olevista haasteista huolimatta tutkijat suhtautuvat optimistisesti tekoälyn rooliin kaupallisesti kannattavissa fuusiovoimaloissa, jotka tuottavat runsaasti puhdasta energiaa.
” Lopulta kyse voi olla enemmän kuin vain yksisuuntaisesta vuorovaikutuksesta tekoälymallien kehittäjien ja käyttöönottajien välillä ”, Kolemen sanoi. ” Tutkimalla niitä tarkemmin ne saattavat opettaa meillekin tiettyjä asioita taustalla olevasta fysiikasta. ”
Tekoälyn noustessa yhä näkyvämpään rooliin tutkijat uskovat, että tekoäly voi ratkaista ydinfuusioongelmia. He pyrkivät ottamaan käyttöön fuusion ankaran voiman maan päällä, ja he voivat vihdoin alkaa palaa kirkkaammin.
Lähde : Insinöörit käyttävät tekoälyä fuusiovoiman kahmimiseen verkkoon
