Ученые из Национальной лаборатории Эймса (Министерство энергетики США) разработали новый инструмент на основе искусственного интеллекта, который способен в разы ускорить поиск материалов для термоядерных реакторов.
Инструмент, получивший название DuctGPT, объединяет искусственный интеллект с физическим моделированием. Он создан на базе модели AtomGPT, разработанной Национальным институтом стандартов и технологий (NIST). Исследователи доработали модель, используя существующие данные материаловедения, чтобы адаптировать ее для термоядерных систем.
DuctGPT способен анализировать огромное количество комбинаций элементов за считанные секунды. Инструмент оснащен диалоговым интерфейсом, позволяющим исследователям задавать вопросы и определять параметры на обычном текстовом языке.
«Теперь можно спросить: «Я хочу спроектировать материал для термоядерного реактора со всеми свойствами x, y, z, которые критически важны для его использования», – и инструмент выдаст комбинации элементов, отвечающие критериям», – пояснил ведущий исследователь, ученый лаборатории Эймса Прашант Сингх.
Особый интерес для ученых представляет вольфрам. Этот металл эффективно выдерживает экстремальное нагревание, имеет короткий период охлаждения и остается радиоактивным меньшее время по сравнению с другими материалами после воздействия термоядерной реакции.
Однако у вольфрама есть существенный недостаток – низкая пластичность при комнатной температуре, что затрудняет его формовку в сложные детали.
«С помощью DuctGPT мы можем запрашивать составы в нужном нам пространстве, например вольфрам-титан-цирконий-гафний, чтобы выявить сплавы, которые сохраняют прочность вольфрама и высокую температуру плавления, одновременно улучшая пластичность», – отметил Сингх.
Важное преимущество нового инструмента – возможность работы на обычном настольном компьютере без использования дорогостоящих суперкомпьютеров. Это позволяет сократить время поиска материалов с нескольких месяцев до нескольких дней или даже часов.
Лаборатория Эймса уже продемонстрировала, что тугоплавкие пластичные сплавы можно проектировать с помощью прогностического моделирования. Ученые также располагают ресурсами для синтеза и тестирования предсказанных материалов, чтобы подтвердить их соответствие требованиям термоядерных установок.
Проект поддерживается программой ARPA-E CHADWICK и внутренними инвестициями лаборатории. Он также соответствует миссии Genesis Министерства энергетики США, направленной на ускорение открытия и внедрения передовых материалов для энергетических технологий.
Источник: Interesting Engineering