Molti problemi irrisolti riguardano i reattori commerciali a fusione, anche se il primo reattore con una resa energetica positiva promette di entrare in funzione tra tre anni (progetto ITER). Si è rivelato piuttosto difficile mantenere il plasma in uno stato stabile nel reattore. Molti fattori portano all'instabilità della colonna di plasma e alla sua attenuazione. I moderni sistemi per mantenere la stabilità del plasma non hanno il tempo di rispondere a tutto e questo lavoro è stato assegnato all'IA.
I ricercatori di DeepMind (acquisita da Alphabet nel 2014) insieme agli scienziati del Politecnico federale di Losanna (EPFL) sono stati in grado di addestrare l'intelligenza artificiale per controllare il plasma all'interno di un vero reattore a fusione. In passato, DeepMind ha fatto passi da gigante nella costruzione di piattaforme di apprendimento, insegnando loro come programmare, come giocare a scacchi sovrumani, andare e StarCraft II e risolvendo un problema di mezzo secolo di biologia insegnando all'IA a prevedere lo spazio forme delle proteine. Un nuovo dado per DeepMind AI era il compito di controllare la forma del plasma in un reattore a fusione di tipo tokamak. E lo fece a pezzi.
Nei tokamak moderni e nel tokamak svizzero sperimentale TCV presso il centro EPFL (tokamak a configurazione variabile), i parametri del campo magnetico attorno alla camera di lavoro del reattore sono impostati da diversi controllori programmabili. I controller controllano gli elettromagneti, il cui campo impedisce al cavo plasma con una temperatura da decine a centinaia e più milioni di gradi Celsius di toccare le pareti interne della camera di lavoro e, di conseguenza, salva le pareti dalla distruzione e conferisce stabilità al plasma .
Nel tokamak svizzero, controller separati impostano la corrente del plasma, il suo profilo e la posizione verticale e orizzontale del cavo. Il lavoro di DeepMind e degli scienziati svizzeri si è ridotto allo sviluppo di un controller unico e addestrabile controllato da una rete neurale. In primo luogo, le reti neurali hanno mostrato le reazioni del plasma a una serie di combinazioni dei parametri operativi degli elettromagneti, quindi sono state addestrate a controllare il plasma su un simulatore software. Successivamente, la rete neurale è stata collegata a un vero reattore tramite un unico controller. L'intelligenza artificiale, come ha dimostrato la pratica, è stata in grado di mantenere indipendentemente il fascio di plasma in configurazioni rigorosamente definite.
Modello 3D del tokamak TCV. Fonte immagine: EPFL Gli sviluppatori affermano che un'ulteriore IA può in modo indipendente e molto più veloce di una persona trovare parametri stabili per trattenere il plasma, reagendo alle condizioni mutevoli più velocemente di un operatore vivente. Gli esperimenti con un tokamak controllato da una rete neurale possono accelerare l'emergere di soluzioni commerciali nel campo della generazione di energia da fusione pulita e quasi infinita.
2022-02-17 16:27:59
Autore: Vitalii Babkin