Искусственный интеллект может предсказать и предупредить нестабильности плазмы за миллисекунды
Команда инженеров, физиков и исследователей данных из Принстонского университета и Принстонской Лаборатории Физики Плазмы использовала искусственный интеллект (ИИ), чтобы предсказать – а затем избежать – образования определенного типа нестабильности в плазме, магнитно удерживаемой в тороидальных устройствах – токамаках, в которых и происходит термоядерный синтез.
Исследователи построили и обучили модель, используя предварительные экспериментальные данные, полученные на Национальной термоядерной установке DIII-D в Сан-Диего, Калифорния.
С помощью экспериментов в реальном времени, их модель заранее может прогнозировать так называемые нестабильности режима разрыва до 300 миллисекунд – это достаточное количество времени для того, чтобы контроллер с искусственным интеллектом скорректировал рабочие параметры и избежал разрыва плазмы.
До этого открытия ученые могли только корректировать нестабильности, но в будущем новейший подход позволит расширить возможности реактора. Полученные результаты демонстрируют, что динамическое управление плазмой с помощью ИИ может поднять термоядерный синтез с магнитным удержанием еще на одну ступеньку выше в научном прогрессе.
Нестабильность режима разрыва – это явление возмущений плазмы, при которых линии магнитного поля в плазме фактически разрываются, создавая возможность для ее утечки.
Принстонская команда использовала данные прошлых экспериментов на токамаке DIII-D, чтобы построить нейронную сеть, которая может предсказать вероятность будущей нестабильности. С помощью нейронной сети натренировали вспомогательный алгоритм для тестирования стратегии контроля плазмы в смоделированной среде, чтобы узнать методом проб и ошибок, какие стратегии являются рабочими.
«Мы не обучаем модель обучения с подкреплением всей сложной физики термоядерной реакции», – сказал научный сотрудник Азарахш Джалалванд.
«Мы задаем цель алгоритма – поддерживать мощную реакцию, чего следует избегать – нестабильности режима разрыва – и каким образом алгоритм может влиять, чтобы достичь этих результатов. Со временем он изучает оптимальный путь для достижения цели высокой мощности, избегая при этом наказания в виде нестабильности».
Следующими шагами команды будет тестирование ИИ-контроллера на токамаке DIII-D, а затем работа над его функциональностью.
По информации Nuclear Newswire