Mon. Jun 27th, 2022


En la carrera por crear y contener energía de fusión nuclear libre de carbono, el laboratorio de inteligencia artificial de Alphabet, DeepMind, es el último contribuyente. En colaboración con el Centro Suizo de Plasma en EPFL, una universidad en Lausana, Suiza, la firma de inteligencia artificial con sede en el Reino Unido ahora ha entrenado un algoritmo de aprendizaje de refuerzo profundo para controlar la sopa de materia sobrecalentada dentro de un reactor de fusión nuclear. En palabras más simples, DeepMind AI ha aplicado sus algoritmos para controlar el plasma dentro del reactor de fusión nuclear, que es más caliente que la superficie del sol, y mantiene su temperatura el tiempo suficiente para extraerle energía. Todo lo cual ha sido casi imposible hasta ahora. Antes de continuar con la jerga científica, permítanos desglosarlo:
¿Qué es la fusión nuclear?
El mejor y más fácil ejemplo comprensible de energía de fusión nuclear es el sol. El proceso de fusión nuclear genera calor en el sol. Ha resultado difícil crear energía de fusión nuclear en laboratorios, ya que consume mucha más energía de la que produce, lo que la hace inútil como fuente de energía a gran escala. Las centrales nucleares existentes funcionan con reacciones de fisión nuclear que crean energía al dividir átomos, un reactor de fusión nuclear funciona exactamente al revés, libera energía al combinar átomos. Recientemente, el Joint European Torus (JET), un reactor de fusión con sede en Oxfordshire, Reino Unido, produjo 59 megajulios de energía, equivalentes a 11 megavatios de potencia, durante un período de cinco segundos. Científicos del Reino Unido logran un gran avance en la energía de fusión nuclear: todo lo que necesita saber fusión nuclear. Según Independent, los científicos tomaron los isótopos de hidrógeno, el deuterio, que se puede encontrar en el agua de mar, y el tritio, que se produce en un reactor. Usaron los isótopos de hidrógeno para crear un plasma ardiente. En resumen, los investigadores pudieron comprimir y calentar un plasma, que luego será calentado por las propias reacciones, permitiendo que la energía se sostenga. Debido a la enorme presión gravitacional en el núcleo del Sol, la fusión nuclear es posible a una temperatura de alrededor de 10 millones de grados Celsius. Dado que no es posible crear tales presiones en la tierra, las temperaturas deben ser mucho más altas, por encima de los 100 millones de grados centígrados. Dado que ningún material puede soportar tal temperatura, la fusión se logra en un gas sobrecalentado, o plasma, contenido dentro de un campo magnético en forma de rosquilla.
Los problemas con la recolección de energía de fusión nuclear
Aunque los científicos han logrado crear energía de fusión nuclear, todavía enfrenta un desafío de ingeniería: calentar el plasma y mantenerlo unido para extraer energía. El proceso para confinar y controlar el plasma puede consumir más energía de la que se produce a partir de él, lo que lo convierte en un proceso contraproducente. Para ponerlo en perspectiva, el experimento reciente en el laboratorio JET produjo suficiente energía para hervir 60 teteras de agua durante cinco segundos. Sin embargo, se consideró un gran avance. Los investigadores han tratado de confinar las reacciones de fusión nuclear y empujarlas a diferentes formas que pueden producir el máximo rendimiento con la ayuda de poderosas bobinas magnéticas. Sin embargo, al hacerlo, deben evitar que el plasma toque las paredes, lo que no solo dañaría las paredes sino que también desperdiciaría el calor. Por lo tanto, ralentizando el proceso de fusión nuclear.
¿Qué es DeepMind?
Una división de la empresa matriz de Google, Alphabet, DeepMind es responsable del desarrollo de tecnología de inteligencia artificial de propósito general. La tecnología toma información y aprende sobre ella a partir de la experiencia. DeepMind afirma que su sistema no está preprogramado: aprende de la experiencia, utilizando solo píxeles sin procesar como entrada de datos. En pocas palabras, antes se usaba para aprender y jugar solo. Cuando se le encargó superar la biblioteca de juegos de Atari, aprendió a comprender los juegos y, con el tiempo, la IA pudo jugar los juegos mejor y con más eficiencia que los humanos. La IA fue noticia en 2016 cuando su programa AlphaGo venció a Lee Sedol, el campeón mundial del juego “Go”, en una partida de cinco juegos. Después de demostrar su poder en juegos de video y juegos de mesa, la IA se ha utilizado en el cuidado de la salud identificando enfermedades oculares y lesiones renales, creando programas de computadora y ahora avanzando a pasos agigantados en la investigación de fusión nuclear.
La contribución de DeepMind a la investigación de la fusión nuclear

Según un informe de Business Insider, el laboratorio de inteligencia artificial y sus co-investigadores entrenaron un algoritmo en el simulador del Centro Suizo para generar hipótesis sobre la mejor manera de controlar las bobinas magnéticas, mediante el uso de aprendizaje por refuerzo. Aquí es donde los algoritmos son efectivamente “recompensados” por lograr resultados sólidos. Desarrolló una arquitectura para mantener el plasma, esculpirlo en diferentes formas y mantener el plasma separado al mismo tiempo. Luego, el algoritmo se aplicó al tokamak de la vida real: una cámara de vacío en forma de rosquilla con bobinas de metal y un imán enorme para crear condiciones similares al sol en la Tierra. El informe decía que la IA logró manipular el campo magnético durante más de dos segundos, tal como lo había hecho en el simulador. “Este trabajo es un paso significativo en nuestra comprensión de cómo podríamos diseñar nuevos tokamaks que incorporen IA, y en el futuro esperamos ver una mayor sofisticación en el uso del aprendizaje por refuerzo en el campo”, dijo Ambrogio Fasoli, director de Swiss Plasma. Centro, citado por Business Insider.

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Via: FirstPost

By Maria Montero

Me apasiona la fotografía y la tecnología que nos permite hacer todo lo que siempre soñamos. Soñadora y luchadora. Actualmente residiendo en Madrid.