Нейросеть меняет конфигурацию плазмы внутри реактора намного быстрее специалистов-людей — это сильно упрощает исследования.
Дочерняя компания Alphabet, работающая в области искусственного интеллекта, в сотрудничестве со Швейцарским плазменным центром (SPC) создала ИИ, который способен автономно управлять плазмой внутри термоядерного реактора, избавляя людей от долгой и сложной процедуры перенастройки магнитов. Об этом сотрудники DeepMind и SPC сообщили в журнале Nature.
Контроль плазмы внутри реактора — одна из главных проблем на пути к освоению термоядерной энергии. Из-за температуры в десятки или сотни миллионов градусов и крайне малой плотности (в миллион раз меньше, чем у воздуха) плазмой крайне сложно управлять — она постоянно «липнет» к стенкам реактора и мгновенно гаснет. Сейчас рекорд времени удержания плазмы составляет 17 минут при температуре 70 миллионов градусов.
Специалисты DeepMind автоматизировали управление плазмой при помощи глубокого обучения с подкреплением — это нейросеть с несколькими промежуточными слоями, которая самостоятельно обучается некоторому сложному навыку, ориентируясь на отклики среды. В данном случае средой выступали швейцарский токамак TCV (термоядерный реактор в форме бублика) и его компьютерная симуляция.
Работая на TCV, сотрудники Швейцарского плазменного центра специально меняли параметры каждой из 19 магнитных катушек, удерживающих плазму в реакторе, чтобы нейросеть могла «понять», к каким последствиям это приводит. Затем ИИ отрабатывал полученные «знания» на компьютерной симуляции. В результате нейросеть научилась манипулировать магнитными катушками таким образом, чтобы придавать плазме различные формы. «Умения» ИИ проверяли также на реакторе TCV.
Директор SPC Амброжо Фазоли назвал это «очень положительным результатом», который может ощутимо ускорить исследования в области управляемого ядерного синтеза. Сейчас учёным и инженерам в поисках максимально эффективной конфигурации реактора, магнитов и плазмы приходится вручную менять параметры, тратя на каждое изменение массу времени и сил. ИИ, как показала работа DeepMind, способен автоматизировать этот процесс.
Освоение термоядерного синтеза даст человечеству практически неисчерпаемый источник энергии, экологически чистый и максимально безопасный. Но на пути к этой цели существует множество проблем, над решением которых учёные бьются десятилетиями.
