{"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\/es\/2024\/02\/nuclear-fusion-and-ai-an-evolving-symbiotic-relationship\/","title":{"rendered":"Fusi\u00f3n nuclear e inteligencia artificial: una relaci\u00f3n simbi\u00f3tica en evoluci\u00f3n"},"content":{"rendered":"

En el Centro Andlinger de la Universidad de Princeton, un equipo interdisciplinar de ingenieros, f\u00edsicos y cient\u00edficos de datos, en colaboraci\u00f3n con el Laboratorio de F\u00edsica del Plasma de Princeton (PPPL), ha utilizado la IA para abordar las inestabilidades del plasma en la fusi\u00f3n nuclear.\u00a0<\/strong><\/p>\n

La energ\u00eda de fusi\u00f3n, que refleja el proceso de alimentaci\u00f3n del Sol, utiliza una inmensa presi\u00f3n y calor para fusionar \u00e1tomos, liberando enormes cantidades de energ\u00eda.\u00a0<\/span><\/p>\n

Para reproducirlo en la Tierra hay que confinar plasma ultracaliente con potentes campos magn\u00e9ticos en reactores tokamak, complejos dispositivos a los que a menudo se apoda \"estrellas en tarros\". Sin embargo, i<\/span>n los confines de un reactor de fusi\u00f3n, el plasma es notoriamente vol\u00e1til, pudiendo desestabilizar y romper las barreras magn\u00e9ticas dise\u00f1adas para contenerlo.\u00a0<\/span><\/p>\n

En experimentos realizados en el <\/span>Instalaci\u00f3n Nacional de Fusi\u00f3n DIII-D en San Diego<\/span><\/a>un equipo de investigadores present\u00f3 un modelo de IA que, bas\u00e1ndose \u00fanicamente en datos experimentales hist\u00f3ricos, pod\u00eda predecir la aparici\u00f3n de \"inestabilidades de modo desgarrador\" -un tipo particular de perturbaci\u00f3n del plasma- con hasta 300 milisegundos de antelaci\u00f3n.\u00a0<\/span><\/p>\n

Los investigadores emplearon una red neuronal profunda entrenada con datos anteriores del tokamak DIII-D para predecir futuras inestabilidades bas\u00e1ndose en las caracter\u00edsticas del plasma en tiempo real.<\/span><\/p>\n

A continuaci\u00f3n, este modelo sirvi\u00f3 de base a un algoritmo de aprendizaje por refuerzo (RL), que refin\u00f3 iterativamente sus estrategias de control mediante experimentos simulados, aprendiendo a mantener altos niveles de potencia y evitando al mismo tiempo inestabilidades. <\/span><\/p>\n

Las conclusiones del equipo se publicaron en un <\/span>estudio en Nature<\/span><\/a>.<\/span><\/p>\n

Azarakhsh Jalalvand, coautor del estudio, compar\u00f3 el proceso con el entrenamiento de vuelo, en el que un piloto aprende en un simulador antes de tomar el control de un avi\u00f3n real.\u00a0<\/span><\/p>\n

\"No ense\u00f1ar\u00edas a alguien d\u00e1ndole un juego de llaves y dici\u00e9ndole que se esfuerce al m\u00e1ximo\", se\u00f1al\u00f3 Jalalvand, subrayando la importancia de un proceso de aprendizaje gradual y fundamentado para la IA.<\/span><\/p>\n

\"Fusi\u00f3n
a. El gr\u00e1fico muestra c\u00f3mo se comportan los actuadores a lo largo del tiempo, con control de IA (en azul) y sin \u00e9l (en negro). Las l\u00edneas rojas marcan los umbrales m\u00e1s all\u00e1 de los cuales la estabilidad del plasma podr\u00eda verse comprometida. b. Esta parte ilustra la probabilidad prevista de inestabilidades de desgarro seg\u00fan la influencia de los ajustes de los actuadores. c. Aqu\u00ed vemos el efecto previsto del control de los actuadores para mantener la presi\u00f3n del plasma dentro de niveles normalizados. d. Esta secci\u00f3n representa c\u00f3mo se espera que evolucione el plasma dentro de un conjunto de par\u00e1metros, guiado por las intervenciones estrat\u00e9gicas del control de IA. Fuente: Naturaleza<\/a> (Acceso abierto)<\/figcaption><\/figure>\n

Tras validar el rendimiento de simulaci\u00f3n del controlador de IA, el equipo procedi\u00f3 a realizar pruebas reales en el tokamak DIII-D, donde observaron que la IA manipulaba con \u00e9xito los par\u00e1metros del reactor para reducir las inestabilidades.\u00a0<\/span><\/p>\n

\"\"
Un tokamak es un dispositivo utilizado en la investigaci\u00f3n de la fusi\u00f3n nuclear dise\u00f1ado para confinar un plasma utilizando campos magn\u00e9ticos. Es uno de los tipos de reactor de fusi\u00f3n m\u00e1s investigados, con el objetivo \u00faltimo de producir energ\u00eda de fusi\u00f3n termonuclear controlada. El tokamak se caracteriza por su configuraci\u00f3n toroidal (en forma de rosquilla), que se considera eficaz para contener el plasma a alta temperatura necesario para las reacciones de fusi\u00f3n.<\/figcaption><\/figure>\n

Las breves pero decisivas facultades de predicci\u00f3n del controlador de IA permiten al sistema ajustar los par\u00e1metros operativos en tiempo real, evitando las inestabilidades y manteniendo el equilibrio del plasma dentro del campo magn\u00e9tico del reactor.<\/p>\n

El profesor Egemen Kolemen, que dirigi\u00f3 la investigaci\u00f3n, explic\u00f3 el enfoque del equipo<\/a>, afirmando: \"Aprendiendo de experimentos anteriores, en lugar de incorporar informaci\u00f3n de modelos basados en la f\u00edsica, la IA podr\u00eda desarrollar una pol\u00edtica de control final que apoyara un r\u00e9gimen de plasma estable y de alta potencia en tiempo real, en un reactor real\".\u00a0<\/span><\/p>\n

Jaemin Seo, del Departamento de Ingenier\u00eda Mec\u00e1nica y Aeroespacial, se refiri\u00f3 a la precisi\u00f3n y rapidez de la predicci\u00f3n como el eje de este estudio, se\u00f1alando: \"Los estudios anteriores se han centrado generalmente en suprimir o mitigar los efectos de estas inestabilidades de desgarro despu\u00e9s de que se produzcan en el plasma. Pero nuestro enfoque nos permite predecir y evitar esas inestabilidades antes de que aparezcan\".<\/span><\/p>\n

\"Las inestabilidades del modo de desgarro son una de las principales causas de perturbaci\u00f3n del plasma, y ser\u00e1n a\u00fan m\u00e1s prominentes a medida que intentemos ejecutar reacciones de fusi\u00f3n a las altas potencias necesarias para producir suficiente energ\u00eda\", explic\u00f3 Seo.<\/span><\/p>\n

De cara al futuro, los investigadores planean reunir m\u00e1s pruebas del rendimiento del controlador de IA y ampliar sus capacidades a otros tokamaks e inestabilidades plasm\u00e1ticas.<\/span><\/p>\n

\u00a0\"Tenemos pruebas s\u00f3lidas de que el controlador funciona bastante bien en DIII-D, pero necesitamos m\u00e1s datos para demostrar que puede funcionar en distintas situaciones\", se\u00f1al\u00f3 Seo, esbozando el camino a seguir.<\/span><\/p>\n

Superar la brecha energ\u00e9tica de la IA con la fusi\u00f3n nuclear<\/h2>\n

El estudio de Princeton demuestra c\u00f3mo la IA puede apoyar la fusi\u00f3n, pero la fusi\u00f3n tambi\u00e9n podr\u00eda apoyar la IA.\u00a0<\/span><\/p>\n

En muchos sentidos, la IA mantiene una relaci\u00f3n simbi\u00f3tica, aunque fr\u00e1gil, con la energ\u00eda. Las pruebas sugieren que el crecimiento exponencial de la IA generativa est\u00e1 provocando un asombroso consumo de energ\u00eda que ya rivaliza con el de la industria de la energ\u00eda. consumo de las naciones peque\u00f1as<\/a>.\u00a0<\/span><\/p>\n

La esencia del dilema reside en la infraestructura b\u00e1sica de la IA: los centros de datos. Estas enormes instalaciones digitales son famosas por su colosal demanda de energ\u00eda y agua.\u00a0<\/span><\/p>\n

La Agencia Internacional de la Energ\u00eda (AIE) destac\u00f3 recientemente la creciente huella de los centros de datos, que ya consumen m\u00e1s de 1,3% de la electricidad mundial.<\/span><\/p>\n

Las proyecciones del Boston Consulting Group y la Uni\u00f3n Europea dibujan un panorama sombr\u00edo, con demanda energ\u00e9tica de los centros de datos<\/a> potencialmente el doble o incluso el triple en los pr\u00f3ximos a\u00f1os, lo que agravar\u00e1 los retos energ\u00e9ticos.\u00a0<\/span><\/p>\n

En respuesta, las grandes tecnol\u00f3gicas refuerzan d\u00eda a d\u00eda sus infraestructuras energ\u00e9ticas, al tiempo que se plantean la energ\u00eda nuclear, incluida la fusi\u00f3n.\u00a0<\/span><\/p>\n

Microsoft <\/span>ha abierto recientemente una oferta de empleo<\/span><\/a> para un \"Gestor Principal de Programa de Tecnolog\u00eda Nuclear\" y pretende desarrollar una estrategia global centrada en los Peque\u00f1os Reactores Modulares (SMR) y los microrreactores, demostrando ser consciente de los inminentes problemas energ\u00e9ticos a los que se enfrenta la IA.<\/span><\/p>\n

Hace poco,\u00a0<\/span>Helion Energ\u00eda<\/span><\/a>con el apoyo de Sam Altman, de OpenAI, anunci\u00f3 su intenci\u00f3n de poner en marcha la primera central de fusi\u00f3n del mundo en un plazo de cinco a\u00f1os.\u00a0<\/span><\/p>\n

\n

Si Helion funciona, no s\u00f3lo es una posible salida a la crisis clim\u00e1tica, sino un camino hacia una calidad de vida mucho mayor.<\/p>\n

Me ha encantado participar en los \u00faltimos 7 a\u00f1os y me entusiasma seguir invirtiendo. David y Chris son incre\u00edbles.<\/p>\n

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