- Dos superordenadores de Reino Unido y EE. UU. se conectarán para entrenar modelos de inteligencia artificial.
- La alianza busca combinar datos experimentales distintos para mejorar la precisión de las predicciones.
- Los gemelos digitales ayudarán a simular y predecir el comportamiento de las máquinas de fusión.
- Los socios aún están explorando los requisitos técnicos y los próximos pasos.
Dos superordenadores de fusión de Reino Unido y Estados Unidos podrían unirse para entrenar el mismo modelo de inteligencia artificial con datos experimentales de distintos dispositivos de fusión, lo que ayudaría a los ingenieros a diseñar más rápido las centrales eléctricas del futuro. La alianza propuesta SUNRISE-STELLAR-AI conectará el superordenador SUNRISE de la UK Atomic Energy Authority (UKAEA) y la plataforma STELLAR-AI del Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL). Los investigadores utilizarán datos del dispositivo MAST Upgrade, en Oxfordshire, y de NSTX-U, en el PPPL de Nueva Jersey.
Ambos dispositivos son tokamaks esféricos compactos de diseño similar, una condición que ayuda a los investigadores a combinar resultados experimentales y entrenar modelos más capaces de predecir el comportamiento del plasma de fusión en distintas máquinas.
La colaboración se anunció el 14 de septiembre en la Cumbre Global de Políticas de Fusión celebrada en Londres y se basa en un memorando de entendimiento firmado en junio entre UKAEA y PPPL. Por ahora, las partes se encuentran en fase de exploración sobre cómo conectar las plataformas de cómputo.
Objetivos e importancia de la alianza
La alianza propuesta permitirá que ambas plataformas de supercómputo entrenen el mismo modelo con datos de los laboratorios de los dos países. Esto resulta clave porque los modelos entrenados únicamente con resultados de una sola máquina de fusión pueden tener dificultades al aplicarse a otra. Al combinar conjuntos de datos, los investigadores esperan construir sistemas de aprendizaje automático que capten una mayor parte de la física fundamental y ofrezcan predicciones más fiables. Además, estos superordenadores podrían simular lagunas en los conjuntos de datos experimentales, ampliando el alcance de lo que los investigadores pueden estudiar sin necesidad de ejecutar cada escenario en las máquinas reales.
Joe Milnes, director ejecutivo de Ingeniería y Computación de la UK Atomic Energy Authority, señaló: «La fusión es uno de los grandes retos científicos y de ingeniería de nuestra época. Para abordarlos, la fusión necesita alianzas. Estados Unidos y Reino Unido son líderes mundiales en investigación de fusión, y la alianza entre SUNRISE y STELLAR-AI se apoyará en una larga historia de cooperación transatlántica para impulsar aún más el desarrollo de la fusión».
SUNRISE es el primer superordenador de inteligencia artificial del Reino Unido centrado en la energía de fusión y cuenta con 4,5 millones de libras esterlinas de financiación pública. STELLAR-AI aporta las capacidades de inteligencia artificial y cómputo de alto rendimiento del PPPL. El sistema previsto también busca respaldar el desarrollo de gemelos digitales de ambos tokamaks.
Aplicaciones de los gemelos digitales
Los gemelos digitales permitirán crear modelos virtuales detallados de las máquinas de fusión a partir de datos experimentales. Los investigadores podrán probar cambios en el software y predecir el comportamiento de la máquina antes de aplicarlos al equipo físico. Rob Akers, director de Programas de Computación de UKAEA, explicó que ambos laboratorios podrán combinar datos experimentales con simulaciones para explorar condiciones operativas aún no probadas. «Podemos codesarrollar los gemelos digitales de estas dos máquinas para respaldar el diseño de futuras centrales de fusión, creando modelos de tokamak esférico más predictivos y viables que, en última instancia, resulten más útiles para los ingenieros de fusión», afirmó.
En última instancia, la alianza podría respaldar el trabajo de proyectos futuros, como el STEP Fusion (Spherical Tokamak for Energy Production) del Reino Unido y el propuesto reactor avanzado de tokamak esférico del PPPL. Los investigadores también planean estudiar cómo mover cargas de trabajo computacionales entre ambas plataformas, a pesar de que su hardware es distinto. Esto permitirá a los científicos elegir el sistema más adecuado para cada tarea concreta. Shantenu Jha, jefe de Ciencias de la Computación del PPPL, declaró: «Nuestro propósito es que los modelos y los experimentos fluyan libremente entre estos dos sistemas.
Convertiremos un conjunto de superordenadores en un único motor para el descubrimiento en fusión».
La alianza propuesta aún no se ha convertido en un superordenador compartido operativo, y los socios siguen estudiando sus requisitos técnicos y los próximos pasos.
La colaboración entre Reino Unido y EE. UU. impulsa el futuro de la investigación en fusión
La cooperación entre Reino Unido y Estados Unidos en el ámbito de la investigación en fusión simboliza el esfuerzo conjunto de la comunidad científica mundial por resolver los retos energéticos. Al combinar los recursos de supercómputo de ambos países, los investigadores podrán entrenar modelos de inteligencia artificial de forma más eficaz, algo esencial para el diseño de las centrales eléctricas del futuro. La aplicación de la tecnología de gemelos digitales permitirá a los investigadores experimentar en entornos virtuales, reduciendo así los riesgos y costes de la operación real. Esta cooperación transfronteriza no solo puede acelerar el progreso tecnológico, sino que también podría abrir nuevas oportunidades para la transición energética global.