{"id":10285,"date":"2024-02-23T12:40:14","date_gmt":"2024-02-23T12:40:14","guid":{"rendered":"https:\/\/dailyai.com\/?p=10285"},"modified":"2024-03-28T00:38:10","modified_gmt":"2024-03-28T00:38:10","slug":"nuclear-fusion-and-ai-an-evolving-symbiotic-relationship","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/dailyai.com\/da\/2024\/02\/nuclear-fusion-and-ai-an-evolving-symbiotic-relationship\/","title":{"rendered":"Kernefusion og AI: et symbiotisk forhold under udvikling"},"content":{"rendered":"

P\u00e5 Princeton University's Andlinger Center har et tv\u00e6rfagligt team af ingeni\u00f8rer, fysikere og dataforskere i samarbejde med Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) brugt AI til at h\u00e5ndtere plasma-ustabilitet i kernefusion.\u00a0<\/strong><\/p>\n

Fusionsenergi, som afspejler den proces, der driver solen, bruger enormt tryk og varme til at fusionere atomer og frigive enorme m\u00e6ngder energi.\u00a0<\/span><\/p>\n

For at kunne genskabe dette p\u00e5 jorden skal man indeslutte ultravarmt plasma med kraftige magnetfelter i tokamak-reaktorer - komplekse enheder, der ofte kaldes \"stjerner i krukker\". Men i<\/span>Inden for rammerne af en fusionsreaktor er plasma notorisk flygtigt og kan potentielt destabilisere og bryde de magnetiske barrierer, der er designet til at indd\u00e6mme det.\u00a0<\/span><\/p>\n

I eksperimenter udf\u00f8rt p\u00e5 <\/span>DIII-D National Fusion Facility i San Diego<\/span><\/a>viste et hold forskere en AI-model, der udelukkende p\u00e5 baggrund af historiske eksperimentelle data kunne forudsige udbruddet af \"tearing mode instabiliteter\" - en s\u00e6rlig type plasmaforstyrrelser - op til 300 millisekunder i forvejen.\u00a0<\/span><\/p>\n

Forskerne brugte et dybt neuralt netv\u00e6rk, der var tr\u00e6net p\u00e5 tidligere DIII-D-tokamakdata, til at forudsige fremtidige ustabiliteter baseret p\u00e5 plasmakarakteristika i realtid.<\/span><\/p>\n

Denne model informerede derefter en forst\u00e6rkningsl\u00e6ringsalgoritme (RL), som iterativt forfinede sine kontrolstrategier gennem simulerede eksperimenter og l\u00e6rte at opretholde h\u00f8je effektniveauer, samtidig med at ustabilitet blev undg\u00e5et. <\/span><\/p>\n

Teamets resultater blev offentliggjort i en <\/span>unders\u00f8gelse i Nature<\/span><\/a>.<\/span><\/p>\n

Azarakhsh Jalalvand, en af forfatterne, sammenlignede processen med flyvetr\u00e6ning, hvor en pilot l\u00e6rer i en simulator, f\u00f8r han tager kontrol over et rigtigt fly.\u00a0<\/span><\/p>\n

\"Du ville ikke l\u00e6re nogen noget ved at give dem et s\u00e6t n\u00f8gler og sige, at de skal g\u00f8re deres bedste\", bem\u00e6rkede Jalalvand og understregede vigtigheden af en gradvis, informeret l\u00e6ringsproces for den kunstige intelligens.<\/span><\/p>\n

\"AI-fusion\"
a. Grafen viser, hvordan aktuatorerne opf\u00f8rer sig over tid, med AI-kontrol (i bl\u00e5t) og uden (i sort). De r\u00f8de linjer markerer de t\u00e6rskler, hvor plasmastabiliteten kan blive kompromitteret. b. Denne del illustrerer den forventede sandsynlighed for ustabilitet som f\u00f8lge af aktuatorernes justeringer. c. Her ser vi den forventede effekt af aktuatorernes kontrol p\u00e5 opretholdelsen af plasmatrykket inden for normaliserede niveauer. d. Dette afsnit viser, hvordan plasmaet forventes at udvikle sig inden for et s\u00e6t parametre, styret af de strategiske indgreb fra AI-kontrollen. Kilde: Naturen<\/a> (\u00c5ben adgang)<\/figcaption><\/figure>\n

Efter at have valideret AI-controllerens simuleringsresultater gik teamet videre til tests i den virkelige verden p\u00e5 DIII-D-tokamakken, hvor de observerede, at AI'en med succes manipulerede reaktorparametre for at reducere ustabilitet.\u00a0<\/span><\/p>\n

\"\"
En tokamak er en enhed, der bruges i forskning i kernefusion, og som er designet til at indeslutte et plasma ved hj\u00e6lp af magnetfelter. Det er en af de mest unders\u00f8gte typer af fusionsreaktorer med det ultimative m\u00e5l at producere kontrolleret termonuklear fusionskraft. Tokamakken er kendetegnet ved sin toroidale (doughnutformede) konfiguration, som anses for at v\u00e6re effektiv til at indeslutte det h\u00f8jtemperaturplasma, der er n\u00f8dvendigt for fusionsreaktioner.<\/figcaption><\/figure>\n

AI-controllerens korte, men kritiske forudsigelsesevne g\u00f8r det muligt for systemet at justere driftsparametre i realtid, forhindre ustabilitet og opretholde plasmaets ligev\u00e6gt i reaktorens magnetfelt.<\/p>\n

Professor Egemen Kolemen, som har st\u00e5et i spidsen for forskningen, forklarede teamets tilgang<\/a>\"Ved at l\u00e6re af tidligere eksperimenter i stedet for at inddrage information fra fysikbaserede modeller kunne AI'en udvikle en endelig kontrolpolitik, der underst\u00f8ttede et stabilt, h\u00f8jtydende plasmaregime i realtid i en rigtig reaktor.\"\u00a0<\/span><\/p>\n

Jaemin Seo fra Institut for Mekanik og Rumfart diskuterede, hvordan n\u00f8jagtig og hurtig forudsigelse er omdrejningspunktet for denne unders\u00f8gelse, og bem\u00e6rkede: \"Tidligere unders\u00f8gelser har generelt fokuseret p\u00e5 enten at undertrykke eller afb\u00f8de virkningerne af disse rivningsinstabiliteter, efter at de er opst\u00e5et i plasmaet. Men vores tilgang giver os mulighed for at forudsige og undg\u00e5 disse ustabiliteter, f\u00f8r de overhovedet opst\u00e5r.\"<\/span><\/p>\n

\"Tearing mode instabiliteter er en af hoved\u00e5rsagerne til plasmaforstyrrelser, og de vil blive endnu mere fremtr\u00e6dende, n\u00e5r vi fors\u00f8ger at k\u00f8re fusionsreaktioner ved de h\u00f8je kr\u00e6fter, der kr\u00e6ves for at producere nok energi,\" forklarer Seo.<\/span><\/p>\n

Fremover planl\u00e6gger forskerne at indsamle flere beviser p\u00e5 AI-controllerens ydeevne og udvide dens muligheder til andre tokamakker og plasmainstabiliteter.<\/span><\/p>\n

\u00a0\"Vi har st\u00e6rke beviser for, at controlleren fungerer ganske godt ved DIII-D, men vi har brug for flere data for at vise, at den kan fungere i en r\u00e6kke forskellige situationer\", bem\u00e6rkede Seo og skitserede vejen frem.<\/span><\/p>\n

At bygge bro over AI's energikl\u00f8ft med kernefusion<\/h2>\n

Princeton-unders\u00f8gelsen viser, hvordan AI kan underst\u00f8tte fusion, men fusion kan ogs\u00e5 underst\u00f8tte AI.\u00a0<\/span><\/p>\n

P\u00e5 mange m\u00e5der har kunstig intelligens et symbiotisk, men skr\u00f8beligt forhold til energi. Meget tyder p\u00e5, at den generative AI's eksponentielle v\u00e6kst f\u00f8rer til et svimlende energiforbrug, der allerede nu er p\u00e5 h\u00f8jde med forbrug af sm\u00e5 nationer<\/a>.\u00a0<\/span><\/p>\n

Essensen af dilemmaet ligger i AI's grundl\u00e6ggende infrastruktur - datacentre. Disse enorme digitale installationer er berygtede for deres kolossale energi- og vandforbrug.\u00a0<\/span><\/p>\n

Det Internationale Energiagentur (IEA) fremh\u00e6vede for nylig det voksende fodaftryk fra datacentre, som allerede forbruger mere end 1,3% af verdens elektricitet.<\/span><\/p>\n

Fremskrivninger fra Boston Consulting Group og EU tegner et dystert billede med datacentres energibehov<\/a> potentielt fordobles eller endda tredobles i de kommende \u00e5r, hvilket forv\u00e6rrer energiudfordringerne.\u00a0<\/span><\/p>\n

Som svar styrker Big Tech sin energiinfrastruktur dag for dag, mens de overvejer kerneenergi, herunder fusion.\u00a0<\/span><\/p>\n

Microsoft <\/span>\u00e5bnede for nylig et jobopslag<\/span><\/a> for en \"Principal Program Manager Nuclear Technology\" og har til form\u00e5l at udvikle en global strategi centreret omkring Small Modular Reactors (SMR) og mikroreaktorer, der viser kendskab til de truende energisp\u00f8rgsm\u00e5l, som AI st\u00e5r over for.<\/span><\/p>\n

For nylig,\u00a0<\/span>Helion Energi<\/span><\/a>st\u00f8ttet af Sam Altman fra OpenAI, annoncerede sin hensigt om at lancere verdens f\u00f8rste fusionskraftv\u00e6rk inden for fem \u00e5r.\u00a0<\/span><\/p>\n

\n

Hvis Helion virker, er det ikke kun en potentiel vej ud af klimakrisen, men ogs\u00e5 en vej til en langt h\u00f8jere livskvalitet.<\/p>\n

Jeg har elsket at v\u00e6re involveret i de sidste 7 \u00e5r og gl\u00e6der mig til at investere mere. David og Chris er fantastiske.<\/p>\n

- Sam Altman (@sama) 5. november 2021<\/a><\/p><\/blockquote>\n