Kategóriák Tech

Mesterséges intelligencia segíti a fúziós erőművek fejlesztését

A mesterséges intelligenciák (MI) fejlődése komoly hatással van a tudományra és az iparra is és egy új tanulmány szerint felgyorsíthatja a biztonságos, tiszta és akár korlátlan mennyiségű elektromosságot biztosító fúziós erőművek kifejlesztését. Az USA Energiaügyi Minisztériumának és a Princeton és a Harvard Egyetemnek a közreműködése most először demonstrálta, hogy a mély tanulás segítségével előre lehet jelezni azokat a zavarokat, melyek jelenleg megakadályozzák a fúziós reakció folyamatosságát és esetenként a berendezésekben – a fánk alakú tokamakokban – is kárt tehetnek.

Steve Cowley, a kutatás egyik vezetője szerint a kutatás új fejezetet nyit a korlátlan energiatermelés utáni hajszában és jól mutatja a mesterséges intelligenciák képességeinek univerzalitását is. A Fúziós reakció – ami a Napban és más csillagokban is zajlik – plazmává egyesíti a fény részecskéket, ezzel energiát hozva létre.

A mesterséges intelligencia képzésében elengedhetetlenül fontos volt, hogy az algoritmus számára elérhetővé tették kettő kísérleti fúziós berendezéseket vizsgáló létesítmény – a kaliforniai DIII-D Nemzeti Fúziós Intézet és a brit JET (Joint European Torus) – adatait, hogy a segítségükkel előre tudja jelezni azokat a zavaró tényezőket, melyek hatására a plazma elveszíti tartását és ezáltal összeomlasztva a folyamatot is. Az eredmények szerint a létrejött képzett algoritmus más a képzéséhez nem használt tokamakkokon is megfelelően előre tudta jelezni a zavarokat. Az algoritmus ezen felül azt is megmutatta – a várakozásoknak megfelelően -, hogy a tervben lévő ITER tervezéséhez, ami az eddigi legnagyobb és legerősebb tokamak lesz, valóban megfelelően használták fel a többi berendezés működéséből levont következtetéseket.

Az FRNN (Fusion Recurrent Neural Network) névre keresztel mély tanulási kód ezen felül nem csak a berendezések lehetőségeinek vizsgálatát teszi lehetővé, hanem a segítségével az előrejelezett zavarokat meg is lehet akadályozni. A kutatók szerint így a mesterséges intelligencia alkalmazása lényegesen felgyorsította a fúziós energiának egyik legkomolyabb és legveszélyesebb kihívásának, a pontos előrejelzés képességének a kifejlesztését – ami valószínűleg hagyományosabb módszerekkel is lehetséges lett volna.

A mély tanulás egyik legfontosabb aspektusa, hogy nem csak egy dimenziós adatokat, hanem rendkívül összetett adatbázisokból is képes tanulni – például összehasonlításképp egy hagyományos szoftver csak egy adott pontban veszi figyelembe a plazma hőmérsékletét, amíg az FRNN az időbe és térbe helyezi a plazma hőmérsékleti profilját. Az FRNN képzésére használt összetett adatbázis összesen több mint két terrabyte-nyi adatot és az algoritmus képzését a Princeton Tiger GPU klaszterével végezték, amit a Titan és más szuperszámítógépek is segítettek.

A kutatók elmondása szerint a hálózatnak a különböző számítógépek közötti megosztása már önmagában sem volt egy egyszerű feladat és végül több szakértő bevonására volt szükség, hogy elérjék az algoritmus megfelelő hatásfokú működését. Ez a hatásfok pedig a zavaró tényezők legalább 30 milliszekundumos előrejelzését jelentette, ami szükséges az ITER megfelelő működéséhez, amíg az előrejelzések 95 százalékos pontossága és a hibás előrejelzések 3 százalék alatt tartása is már nagyon közel van. Amíg a csapat szerint az algoritmus működését igazán csak valódi tesztekkel tudják majd demonstrálni, viszont a rendelkezésükre álló adatok alapján nagyon bizakodóak a hatékonyságával kapcsolatban.

Azonban a valódi teszteke előtt még ki kell fejleszteniük a módszert, amivel a zavarok előrejelzését követően képesek megakadályozni őket. Elmondásuk alapján ez a rendszer lehet a jövő tokamakjainak egyik legfontosabb része. Ehhez a kutatók további szakértők bevonását tervezik majd más szakterületekről.

Forrás: nature.com

Megosztás

Legutóbbi tartalom

Hanggal és fénnyel együtt értek el hatalmas adatátviteli sebességet

Kutatók áttörést értek el a terahertz-es kvantum lézerek terén, melyekkel így már akár 100 Gbit/s-es adatátviteli sebességet is el tudtak…

2020-02-18

Megfelelő stimulációval is ‘felébreszthető’ az öntudat

Az idegtudomány egyik központi kérdése, hogy mi is az öntudat és hogy az agy mely részéből ered. Egy új kutatás…

2020-02-18

Már karnyújtásnyira van a fotoszintézis teljes megértése

A növények már több száz millió éve nyerik éltető energiájukat a napból, viszont az algák és a fotoszintetizáló baktériumok még…

2020-02-11

Az egyik eddigi legnagyobb rákkutató projekt megmutatja milyen mutációk állnak a betegségek mögött

Egy hatalmas nemzetközi tanulmány keretében rögzítik a rákos megbetegedések kiváltó okait, ezzel azt célozva, hogy olyan DNS hibákat tudjanak kimutatni,…

2020-02-11

A Föld keringési pályájának megváltozása is komoly szerepet játszott a tömeges kihalásokban

Egyre biztosabbak vagyunk benne, hogy a globális klímaváltozás mögött az emberi tevékenységek hatásai rejlenek és ezzel fokozatosan közelítünk a hatodik…

2020-02-11

Egyes darazsak képesek az arcfelismerésre

Egy darázs faj tagjai képesek megkülönböztetni társaikat az arcuk alapján. Ez a rovarok körében rendkívül ritka és a faj csoportos…

2020-02-03

Ez a weboldal cookie-kat használ.

Elolvasom