Новини науки

Утримати в реакторі плазму у стабільному стані виявилося досить складно. Безліч факторів ведуть до нестабільності плазмового шнура та його згасання. Сучасні системи підтримки стабільності плазми не встигають на все реагувати і цю роботу доручили ШІ.

На шляху комерційних термоядерних реакторів лежить багато невирішених проблем, хоча перший реактор із позитивним виходом енергії обіцяє розпочати роботу вже через три роки (проект ITER).

плазма в експериментальному швейцарському токамаку TCV

Як штучний інтелект навчили керувати плазмою

Дослідники з компанії DeepMind (куплена компанією Alphabet у 2014 році) разом із вченими зі Швейцарського федерального технологічного інституту в Лозанні (EPFL) змогли навчити штучний інтелект керувати плазмою всередині справжнього термоядерного реактора.

Раніше компанія DeepMind досягла вражаючих успіхів у створенні платформ здатних до навчання, навчивши їх програмуванню, грі в шахи, го і StarCraft II, а також вирішивши піввікову проблему в біології – навчивши ШІ передбачати просторові форми білків.

Новою задачею для ШІ DeepMind стало завдання управління формою плазми в термоядерному реакторі типу токамак. І він її розв'язав.

Як все відбувається

У сучасних токамаках та на експериментальному швейцарському токамаку TCV у центрі EPFL (токамак змінної конфігурації) параметри магнітного поля навколо робочої камери реактора задають кілька програмованих контролерів.

Контролери керують електромагнітами, поле яких утримує плазмовий шнур температурою від десятків до сотні і більше мільйонів градусів Цельсія від торкання до внутрішніх стінок робочої камери. Таким чином стінки реактора захищаються від руйнування, а плазма стає більш стабільною.

У швейцарському токамаку окремі контролери задавали потік плазми, її профіль, а також вертикальне та горизонтальне положення потоку. Робота DeepMind і швейцарських вчених звелася до розробки єдиного контролера здатного до навчання та керованого нейромережею.

Експериментальний європейський термоядерний реактор виробив рекордний обсяг енергії

Спочатку нейромережі показали реакції плазми на серію комбінацій робочих параметрів електромагнітів, а потім навчили керувати плазмою на програмному симуляторі. Після цього нейромережа через єдиний контролер підключили до цього реактора. Штучний інтелект, як показала практика, зміг самостійно утримувати плазмовий джгут у заданих конфігураціях.

Розробники стверджують, що далі ШІ може самостійно і набагато швидше за людину знаходити стабільні параметри для утримання плазми, реагуючи на зміну умов швидше за живого оператора.

Експерименти з токамаком під управлінням нейромережею здатні прискорити появу комерційних рішень у галузі генерації чистої та майже нескінченної термоядерної енергії.