نیروگاه های هسته ای مقادیر زیادی برق را بدون انتشار آلودگی ناشی از گرم شدن سیاره فراهم می کنند. اما هزینه‌های راه‌اندازی این کارخانه‌ها، باز ماندن آنها را دشوار کرده است. دانشمندان آزمایشگاه ملی آرگون در وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) در حال ابداع سیستم هایی هستند که می توانند انرژی هسته ای را با استفاده از هوش مصنوعی رقابتی تر کنند.
نیروگاه‌های هسته‌ای تا حدی گران هستند زیرا برای اطمینان از جریان برق و ایمنی پایدار نیاز به نظارت و نگهداری مداوم دارند. آرگون در اواسط راه یک میلیون دلاری یک پروژه سه ساله است تا بررسی کند که چگونه سیستم های هوشمند و کامپیوتری می توانند اقتصاد را تغییر دهند.
روبرتو پونسیرولی، مهندس هسته ای اصلی در آرگون، می گوید: «هزینه های بهره برداری و تعمیر و نگهداری برای واحدهای هسته ای کاملاً مرتبط است، که در حال حاضر به خدمه سایت بزرگ و نگهداری گسترده نیاز دارند. ما فکر می کنیم که عملیات مستقل می تواند به بهبود سودآوری آنها کمک کند و همچنین به استفاده از مفاهیم پیشرفته راکتور کمک کند.»
هدف این پروژه ایجاد معماری کامپیوتری است که بتواند مشکلات را زود تشخیص دهد و اقدامات مناسب را به اپراتورهای انسانی توصیه کند. پونسیرولی و همکاران تخمین می زنند که این فناوری می تواند سالانه بیش از ۵۰۰ میلیون دلار در صنعت هسته ای صرفه جویی کند.
یک نیروگاه هسته‌ای معمولی می‌تواند صدها حسگر را در خود جای دهد که همه آنها قسمت‌های مختلف را نظارت می‌کنند تا مطمئن شوند که درست کار می‌کنند.
پونسیرولی گفت: «در دنیایی که تصمیم‌ها بر اساس داده‌ها گرفته می‌شود، مهم است بدانید که می‌توانید به داده‌های خود اعتماد کنید. “سنسورها، مانند هر جزء دیگر، می توانند تخریب شوند. دانستن اینکه سنسورهای شما کار می کنند بسیار مهم است.”
وظیفه بازرسی هر سنسور – و همچنین عملکرد اجزای سیستم مانند شیرها، پمپ ها، مبدل های حرارتی – در حال حاضر بر عهده کارکنانی است که در کارخانه راه می روند. در عوض، الگوریتم‌ها می‌توانند داده‌ها را با یادگیری نحوه عملکرد یک حسگر معمولی و جستجوی ناهنجاری‌ها تأیید کنند.
پس از تأیید سنسورهای یک گیاه، یک سیستم هوش مصنوعی سیگنال های دریافتی از آنها را تفسیر کرده و اقدامات خاصی را توصیه می کند.
ریچارد ویلیم، مهندس ارشد هسته ای آرگون، می گوید: «وظایف سطح پایینی که مردم اکنون انجام می دهند را می توان به الگوریتم ها واگذار کرد. ما در تلاش هستیم تا انسان ها را به درجه بالاتری از آگاهی موقعیتی ارتقا دهیم تا ناظران تصمیم گیرنده باشند.»
مهندسان Argonne با همکاری صنعت برای توسعه سناریوهای آزمایش، یک شبیه‌سازی کامپیوتری یا “دوقلو دیجیتال” از یک راکتور هسته‌ای پیشرفته ساخته‌اند. ویلیم گفت، در حالی که این سیستم برای خدمت به فناوری‌های راکتوری جدید طراحی شده است، همچنین به اندازه کافی انعطاف‌پذیر است تا در نیروگاه‌های هسته‌ای موجود به کار رود.
این تیم در حال تایید مفهوم هوش مصنوعی خود بر روی راکتور شبیه سازی شده است و تاکنون سیستم هایی را برای کنترل و تشخیص قطعات مجازی آن تکمیل کرده اند. بقیه پروژه بر روی توانایی تصمیم گیری سیستم تمرکز خواهد کرد – کاری که با داده های تشخیصی انجام می دهد.
از آنجایی که یک نیروگاه هسته ای خودمختار به این عملکردهای متنوع نیاز دارد، محصول نهایی کار تیم آرگون یک معماری سیستمی است که چندین الگوریتم را به هم پیوند می دهد.
نیروگاه‌های هسته‌ای تا حدی گران هستند زیرا برای اطمینان از جریان برق و ایمنی پایدار نیاز به نظارت و نگهداری مداوم دارند. آرگون در اواسط راه یک میلیون دلاری یک پروژه سه ساله است تا بررسی کند که چگونه سیستم های هوشمند و کامپیوتری می توانند اقتصاد را تغییر دهند.
روبرتو پونسیرولی، مهندس هسته ای اصلی در آرگون، می گوید: «هزینه های بهره برداری و تعمیر و نگهداری برای واحدهای هسته ای کاملاً مرتبط است، که در حال حاضر به خدمه سایت بزرگ و نگهداری گسترده نیاز دارند. ما فکر می کنیم که عملیات مستقل می تواند به بهبود سودآوری آنها کمک کند و همچنین به استفاده از مفاهیم پیشرفته راکتور کمک کند.»
هدف این پروژه ایجاد معماری کامپیوتری است که بتواند مشکلات را زود تشخیص دهد و اقدامات مناسب را به اپراتورهای انسانی توصیه کند. پونسیرولی و همکاران تخمین می زنند که این فناوری می تواند سالانه بیش از ۵۰۰ میلیون دلار در صنعت هسته ای صرفه جویی کند.
یک نیروگاه هسته‌ای معمولی می‌تواند صدها حسگر را در خود جای دهد که همه آنها قسمت‌های مختلف را نظارت می‌کنند تا مطمئن شوند که درست کار می‌کنند.
پونسیرولی گفت: «در دنیایی که تصمیم‌ها بر اساس داده‌ها گرفته می‌شود، مهم است بدانید که می‌توانید به داده‌های خود اعتماد کنید. “سنسورها، مانند هر جزء دیگر، می توانند تخریب شوند. دانستن اینکه سنسورهای شما کار می کنند بسیار مهم است.”
وظیفه بازرسی هر سنسور – و همچنین عملکرد اجزای سیستم مانند شیرها، پمپ ها، مبدل های حرارتی – در حال حاضر بر عهده کارکنانی است که در کارخانه راه می روند. در عوض، الگوریتم‌ها می‌توانند داده‌ها را با یادگیری نحوه عملکرد یک حسگر معمولی و جستجوی ناهنجاری‌ها تأیید کنند.
پس از تأیید سنسورهای یک گیاه، یک سیستم هوش مصنوعی سیگنال های دریافتی از آنها را تفسیر کرده و اقدامات خاصی را توصیه می کند.
ریچارد ویلیم، مهندس ارشد هسته ای آرگون، می گوید: «وظایف سطح پایینی که مردم اکنون انجام می دهند را می توان به الگوریتم ها واگذار کرد. ما در تلاش هستیم تا انسان ها را به درجه بالاتری از آگاهی موقعیتی ارتقا دهیم تا ناظران تصمیم گیرنده باشند.»
مهندسان Argonne با همکاری صنعت برای توسعه سناریوهای آزمایش، یک شبیه‌سازی کامپیوتری یا “دوقلو دیجیتال” از یک راکتور هسته‌ای پیشرفته ساخته‌اند. ویلیم گفت، در حالی که این سیستم برای خدمت به فناوری‌های راکتوری جدید طراحی شده است، همچنین به اندازه کافی انعطاف‌پذیر است تا در نیروگاه‌های هسته‌ای موجود به کار رود.
این تیم در حال تایید مفهوم هوش مصنوعی خود بر روی راکتور شبیه سازی شده است و تاکنون سیستم هایی را برای کنترل و تشخیص قطعات مجازی آن تکمیل کرده اند. بقیه پروژه بر روی توانایی تصمیم گیری سیستم تمرکز خواهد کرد – کاری که با داده های تشخیصی انجام می دهد.
از آنجایی که یک نیروگاه هسته ای خودمختار به این عملکردهای متنوع نیاز دارد، محصول نهایی کار تیم آرگون یک معماری سیستمی است که چندین الگوریتم را به هم پیوند می دهد.
کد خبر ۲۲۴۰۱۰۵۲۳.۱۹۸
