ИИ-инструменты наступают на термоядерную энергетику сразу на трёх направлениях

Волна приложений на основе искусственного интеллекта ускоряет исследования в области термоядерной энергетики сразу на нескольких фронтах: IBM представила базовую модель для анализа поведения плазмы, национальная лаборатория США продемонстрировала ИИ-подход к разработке материалов, а британская компания в сфере термоядерного синтеза развернула собственного ИИ-ассистента по программированию для своих учёных.

TokaMind от IBM расшифровывает плазму токамака

IBM, Управление по атомной энергии Великобритании (UKAEA) и Центр Хартри при STFC открыли исходный код TokaMind — первой в мире фундаментальной ИИ-модели для термоядерной плазмы. Модель обучена на данных сферического токамака с мегаамперным током (MAST), принадлежащего UKAEA, и объединяет около 40 различных сигналов датчиков с разными частотами в единое представление о поведении плазмы внутри токамака.

При 9 миллионах параметров модель невелика по меркам генеративного ИИ, однако она превзошла традиционные модели машинного обучения, обученные отдельно для каждой задачи, почти на всех 14 тестах анализа плазмы в новом наборе оценки TokaMark. Наибольшее преимущество проявилось в долгосрочном прогнозировании. «Похоже, это действительно помогло модели сформировать переносимое представление о динамике плазмы», — отметил Тобиа Боски, исследователь IBM, участвовавший в обучении модели.

Учёные UKAEA планируют расширить TokaMind с помощью данных модернизированной установки MAST-U и, возможно, других токамаков; полученные результаты должны помочь в проектировании британского прототипа термоядерной электростанции STEP, запланированного на 2040-е годы. Предстоящий ИИ-суперкомпьютер UKAEA под названием Sunrise обеспечит поддержку следующего этапа этого сотрудничества.

DuctGPT нацелен на решение проблемы материалов для термоядерного синтеза

Отдельно стоит отметить, что 24 апреля исследователи из Национальной лаборатории Эймса Министерства энергетики США представили DuctGPT — генеративный трансформер для предсказания предела пластичности при растяжении в тугоплавких многокомпонентных сплавах. Эти материалы считаются одними из наиболее перспективных кандидатов для использования в экстремальных условиях первой стенки термоядерного реактора. Инструмент призван решить ключевую проблему: тугоплавкие сплавы обладают исключительной жаростойкостью, однако по своей природе хрупки, что существенно ограничивает их практическое применение. DuctGPT, разработанный в рамках программы CHADWICK агентства ARPA-E при Министерстве энергетики США, призван ускорить поиск сплавов, сочетающих долговечность с механической стойкостью.

First Light Fusion внедряет специализированный ИИ-кодировщик

В Великобритании компания First Light Fusion объявила 23 апреля о заключении контракта с Locai Labs на поставку узкоспециализированной большой языковой модели, разработанной в качестве ИИ-ассистента для программирования для команд ученых и инженеров компании. Модель была обучена с использованием собственного фреймворка Locai «Forget-Me-Not» на основе научных рабочих процессов самой First Light Fusion. В феврале компании подписали меморандум о взаимопонимании с целью изучения возможностей применения ИИ в исследованиях инерционного термоядерного синтеза, и данный контракт стал первым коммерческим результатом этого партнерства.

«Вычислительные задачи, с которыми мы сталкиваемся в области термоядерного синтеза, можно решить только путём объединения квантовых вычислений, искусственного интеллекта и высокопроизводительных вычислений», — сказал Алессандро Куриони, научный сотрудник IBM Fellow, отражая широкий импульс, стоящий за этими усилиями.