L’intelligenza artificiale consente di “scolpire” il plasma solare artificiale

L’installazione di un sole artificiale, ovvero un reattore a fusione nucleare, è una sfida difficile da vincere per trasformare questi progetti in valide fonti di energia. L’IA di DeepMind può aiutare: la demo ha successo.

Il I record sono collegati sulla fusione nucleare. Questo processo, ispirato al meccanismo al centro delle stelle, è oggetto di approfondite ricerche in laboratorio: se viene perfezionato e mantenuto abbastanza a lungo, un “sole artificiale” potrebbe È diventata una fonte di energia relativamente pulita.

Per raggiungere questo obiettivo, è necessario controllare il caos che prevale all’interno di questi reattori. Il plasma super caldo Il risultato della fusione degli atomi di idrogeno è il motivo per cui l’energia prodotta può essere utile, ma è anche il motivo dell’elevata instabilità. E se l’intelligenza artificiale ci permettesse di superare questo ostacolo?

Ciò è illustrato da un documento di ricerca pubblicato il 16 febbraio 2022 in natura. Durante questo esperimento un laboratorio di fusione nucleare Centro svizzero del plasma (SPC) in collaborazione con l’azienda mente profondaSpecialista in intelligenza artificiale.

A sinistra, un’illustrazione complessiva di un tokamak a forma di ciambella. A destra, l’interno vero e proprio del tokamak. // Fonte: DeepMind e SPC / EPFL

L’intelligenza artificiale può “scolpire” il plasma

Il nucleo di un reattore a fusione nucleare è di diversi milioni di gradi Celsius. Queste condizioni estreme vengono ricreate in una macchina a forma di ciambella chiamata tokamak. Il sistema si basa su un campo magnetico: il plasma è controllato da bobine magnetiche che ne impediscono il contatto con le pareti. In nessun caso il plasma deve toccare le pareti, perché oltre a danneggiare il dispositivo, ciò provoca una notevole perdita di energia.

La tensione delle bobine magnetiche tokamak deve essere regolata. migliaia di volte al secondo Per evitare che il plasma entri in contatto con le pareti. È qui che l’intelligenza artificiale può svolgere un ruolo, descrive DeepMind. sul suo sito.

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Attualmente, lo Swiss Plasma Center Tokamak dispone di un algoritmo di controllo per ciascuna delle 19 bobine. La tensione per ciascuno di essi è regolata da calcoli automatizzati che consentono di valutare in tempo reale lo stato del plasma nell’ambiente locale. Ma mobilitando DeepMind, questo allevamento di algoritmi viene rimosso: esiste una sola rete neurale, basata sull’apprendimento automatico. Questa rete controlla tutti i file contemporaneamente,” Riconoscendo automaticamente le tensioni ottimali per ottenere la composizione del plasma direttamente dai sensori. “

La dimostrazione avviene in due passaggi.

  • Primo: allenamento. L’IA è stata addestrata per la prima volta in un simulatore: ogni tentativo ed errore ha permesso al sistema di memorizzare i dati su come padroneggiare il confinamento del plasma in un tokamak.
  • Fase due: i ricercatori sono stati in grado di pubblicare l’architettura in condizioni reali.
L'intelligenza artificiale è riuscita
Modellazione di “sculture” al plasma ottenuta grazie a questa intelligenza artificiale. // Fonte: DeepMind e SPC / EPFL

Questa applicazione della realtà ha avuto successo: l’IA può stabilizzare il plasma, ma anche “scolpirlo”. Questo secondo successo è altrettanto importante. Ogni “scultura” offre una migliore comprensione del comportamento del plasma e ciascuna corrisponde a una specifica configurazione di raccolta dell’energia. Il modo in cui il plasma si deposita in una forma particolare influenza il modo in cui l’energia viene raccolta per generare elettricità.

Il nostro sistema da solo è stato in grado di trovare le impostazioni corrette per tutte queste diverse condizioni. Abbiamo semplicemente cambiato il target desiderato e il nostro algoritmo ha trovato autonomamente le impostazioni appropriate. I ricercatori sono stati persino in grado di produrre uno “scultura” di plasma vicino a quanto sperato per ITER, il grande progetto internazionale di fusione nucleare, con sede in Francia e attualmente in costruzione.

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