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谷歌“验光师”AI算法,让可控核聚变早日成真!

admin 2019-2-10 12:33 171人围观 C++相关

作者:新智元




新智元2019新年寄语

2018年人工智能成为重塑世界格局的关键。谷歌BERT模型刷新多项自然语言处理纪录,DeepMind则用星际争霸II对局再次引爆机器智能无限可能。阿里与华为分别推出AI芯片,作为底层支撑的计算体系结构也将迈入黄金十年发展期。

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——新智元创始人兼CEO  杨静







  新智元报道 


来源:theverge

编辑:大明
【新智元导读】可控核聚变一直是人类追逐的理想。现在,TAE技术公司与谷歌合作,在“验光师”AI算法的帮助下,让我们有望离这个梦想的实现更近了一些。

我点了一下鼠标,只听一声巨响,我将等离子超高温电离气体以每秒数百英里的速度。此刻我正坐在一家名为TAE Technologies的聚变能源创业公司的控制室里,我刚刚对价值1.5亿美元的等离子对撞机进行了发射操作。这只是该公司长期追求核聚变能源尝试的一小部分。不过,我来这家公司总部的原因,是要谈谈一种名为“验光师”的AI算法。

核聚变是太阳赖以发光的能量反应。目前,人们一直在努力实现对核聚变反应的有效控制,但由于实现这个目标的难度极大,而且成本高昂,不免混杂了大量炒作和怀疑之声。(氢弹爆炸时的反应就是不受控制的核聚变反应。)

可控核聚变一直是科学家的一大梦想,取之不尽的能量,又没有碳排放或核熔化的风险。但几十年来,科学家距离这个目标仍然很遥远。

去年,美国能源部的一个顾问团队发布了一系列颠覆性的技术,有望“大幅提高核聚变发电厂技术的进步速度。”这些技术中就包括先进的算法、如人工智能和机器学习。

这正是TAE Technologies公司所追求的战略:这家已有20年历史的创业公司在几年前开始与谷歌合作开发机器学习工具,希望最终能够实现AI与可控核聚变技术的融合。



TAE公司价值1.5亿美元的等离子对撞机

这种技术融合包括在足够高的温度下将轻质颗粒相互撞击,使它们融合在一起,产生新元素并释放能量。一些实验在名为“托卡马克”的大型金属圆环内利用磁场控制“等离子体”的超高温电离气体。

劳伦斯利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory)在一个小型金色容器中发射了世界上最大的激光器,里面装有更细小的核燃料颗粒。 TAE在名为Norman的线性机器旋转等离子体,每次发射需要调整数千个变量。

TAE与谷歌合作,使用一种称为“验光师”算法的系统,帮助团队发现并达成理想的融合条件。

由谷歌的团队开发的名为“验光师算法”(Optometrist Algorithm)的独特解决方案,可以把人力和机器聚合到一起。这个名称源于专家用双眼检查的过程,即算法会向人类专家呈现连续的可能结果对,让专家基于自身判断从两者之间进行选择,以此引导后续实验。

“现实情况要复杂得多,”谷歌加速科学团队(Accelerated ScienceTeam)的泰德·巴尔兹(Ted Baltz)解释道,“因为离子温度要比电子温度高3倍,所以等离子体远远偏离了热平衡。此外,流体逼近也完全无效。所以,在数万亿个粒子当中,你必须至少对其中一些进行追踪。于是,整件事就超出了我们的能力范围,即便我们拥有谷歌规模的计算资源。”

“我们把问题化归成,让我们找出那些被人类专家认为是有趣的等离子体行为,同时在这样做的时候不要弄坏机器。”巴尔兹说道。

把这种技术整合到TAE的实验过程,这让研究得以取得惊人的快速进展。发表在《科学报告》(Scientific Reports)杂志的一篇新研究报告显示,这套算法出乎意料地让实验的能量损失率下降了50%,并让TAE场反转结构(FRC)等离子体发生器中的离子温度和等离子体能量实现同步增加。

“如果没有先进计算力量来快速扩展我们对等离子体复杂特性的理解,这样的结果可能需要数年时间才能得出,”TAE的总裁兼首席技术官米切尔·宾德鲍尔(Michl Binderbauer)说。

目前的挑战不少,但也有很多值得保持乐观的发现。 TAE的首席科学家埃里克特拉斯克说:“我们最终的目标是让发电厂燃烧的清洁燃料变得非常丰富,并且可以持续使用。现在,我们认为已经找到了一种实现方法,但还没有找到能够展示的方式。这才是最难的部分。”


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