06.15 當核能遇見智能

北卡羅萊納州立大學的研究人員正在組建一個團隊,以開發基於人工智能的核電站控制系統,此團隊剛剛從聯邦政府獲得340萬美元的資金支持。

為什麼會關注這一消息?

眾所周知,川普上臺後大幅壓縮了科研經費,也不止一次聽到美國的聚變領域大牛抱怨經費不好拿。但是國會卻能通過議案,並以這麼大力度去推進基於AI的核電廠控制系統,此事值得關注。

筆者瞭解到我們國家也就人工智能落地核工業提出一系列的應用場景,比如在核行業典型的水下複雜操作技術方面,大量的水下小型無人航行器,水下焊接機器人等無人智能設備未來可以在大量的人員不宜到達區域、水域完成精細操作,提升核電運行安全水平。在空中無人機技術應用方面,多旋翼小型無人飛行器可以應用於高輻射區域的近距離多角度視頻傳輸、輻射劑量實時探測及特殊情況下全廠鳥瞰圖像收集。

私以為,這些都不是核工業深層次的應用,有點牽強附會的意思。回到北卡大學的這個基金,具體來源是 ARPA-E(Advanced Research Projects Administration-Energy)。此計劃迄今為止已經投入$23.9 million到十個先進核能項目。具體到這個項目,核電廠系統複雜,且對控制系統穩定性要求很高,此項目目標是應用人工智能和機器學習技術來分析來自反應堆的大量數據,發現其中的諸多模式,並在事故發生之前對特定系統操作員預警。

就具體的實施談談個人看法,不一定準確,歡迎討論。第一步,搭建合適的全範圍模擬機(嗯,我當初的活兒就是幹這個),模擬各種事故工況,基於AI的控制系統與模擬機連通進行模擬監督;第二步真實電廠狀況下采集數據運行,但是屬於科研輔助系統;第三步,部署。當然,這個需要多方支持和業主的充分首肯。

這種創新型的控制系統應該是與先進反應堆技術,比如蓋茨的TerraPower配合研發(已有相關報道)。最初必然是走定製路線,從傳感、採集、處理到最後的具體控制,都應該是按堆定製。發展成熟之後才能實現跨堆型的改進部署。

技術之外就是研發經費的可持續性,ARPA-E是五角大樓高級研究計劃局和能源部的模擬部門,其工作是資助風險很高但很有前途的研究和技術發展。然而,川普呼籲在其2018財年和2019年財政預算建議中取消該機構,認為私營部門“在將具有實際市場潛力的突破性能源技術商業化方面承擔風險的主要角色”,並計劃將在2020年中期關閉ARPA-E。

不過,我們的川總統應該熬不到那時候吧。


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