Umelá inteligencia pomáha vedcom skrotiť jadrovú fúziu

Výskumníci z Princetonu vycvičili umelú inteligenciu, aby dokázala predpovedať bežný problém, ktorý vzniká pri reakciách jadrovej fúzie, a zabrániť mu. Pri jadrovej fúzii, ktorá poháňa Slnko a iné hviezdy, sa uvoľňuje obrovské množstvo energie vo forme tepla, a keby sme túto reakciu dokázali využiť tu na Zemi, mali by sme takmer neobmedzený zdroj čistej energie. Pomocou magnetického poľa na ohraničenie plazmy v zariadeniach nazývaných tokamaky môžeme dosiahnuť veľmi horúce a vysokotlakové podmienky potrebné na spustenie fúzie.

Ibaže je ľahšie fúziu začať ako ju udržať. Stačí zlomok sekundy, aby sa plazma stala nestabilnou, čím sa ukončí fúzna reakcia a navyše môže dôjsť k poškodeniu reaktora. Výskumníci z Princetonskej univerzity a Princetonského laboratória fyziky plazmy teraz prišli na spôsob, ako použiť AI na zabránenie „nestabilite v režime trhania“ – zlomom v siločiarach magnetického poľa v plazme, ktoré jej dávajú v tokamaku šancu uniknúť spod kontroly.

„Nestability v režime trhania sú jednou z hlavných príčin narušenia plazmy a budú ešte výraznejšie, keď sa budeme snažiť spustiť fúzne reakcie pri vysokých výkonoch potrebných na výrobu dostatočného množstva energie,“ povedal prvý autor štúdie Jaemin Seo. „Sú pre nás dôležitou výzvou, ktorú musíme vyriešiť.“ Princetonský tím začal tým, že do umelej inteligencie vložil údaje z predchádzajúcich experimentov v tokamaku DIII-D v San Diegu.

Potom ju vycvičili, aby na základe aktuálnych charakteristík plazmy predpovedala pravdepodobnosť vzniku nestability v režime trhania. Túto umelú inteligenciu potom použili na trénovanie algoritmu učenia posilňovaním, čo je typ umelej inteligencie, ktorá sa učí metódou pokusov a omylov a dostáva „odmeny“ alebo „tresty“ na základe výsledkov svojich rozhodnutí. Algoritmus bol zameraný na riadenie polí, aby sa zabránilo predpovedanej nestabilite v režime trhania pri simulovaných experimentoch jadrovej syntézy.

Počas tohto výcviku mohli vedci sledovať a dolaďovať proces. Napríklad keby zmena, ktorú chcela umelá inteligencia vykonať, bola príliš rýchla na to, aby ju tokamak zvládol, mohli ju spomaliť. Po vyškolení tím otestoval svoj algoritmus v reálnom experimente fúzie v tokamaku DIII-D a zistil, že dokáže predpovedať nestability v režime trhania až 300 milisekúnd vopred, čo je dostatočný čas na to, aby systém podnikol kroky na ich zamedzenie.

Ide o dôkaz toho, že umelá inteligencia by nám mohla pomôcť dosiahnuť stabilnú jadrovú syntézu. No keďže nestabilita v režime trhania je len jeden z mnohých problémov, ktoré sťažujú udržanie fúznych reakcií, výskumníci chcú zistiť, či môžu túto AI rozšíriť tak, aby dokázala predpovedať a predchádzať ďalším problémom, ktoré nám bránia vo využívaní jadrovej fúzie na Zemi.

Zdroj: freethink.com.