ALCF AI 測試平臺包括本拼貼畫中所代表的 AI 系統(tǒng)：Cerebras、Graphcore、Groq 和 SambaNova。(圖片：阿貢國家實(shí)驗(yàn)室)

生成式人工智能與先進(jìn)的診斷工具相結(jié)合，可以檢測核電站的潛在問題，并實(shí)時(shí)向操作員提供直接的解釋。這是美國能源部阿貢國家實(shí)驗(yàn)室研究的前提，也是美國能源部在核科學(xué)和技術(shù)研究中不斷探索人工智能應(yīng)用的一個(gè)例子。訓(xùn)練和約束新型人工智能系統(tǒng)需要專業(yè)知識和數(shù)據(jù)，而美國能源部可以同時(shí)獲得這兩者。根據(jù)最近幾個(gè)月的一系列報(bào)告和公告，美國能源部正在制定計(jì)劃，以確保美國能夠利用人工智能來增強(qiáng)能源安全和國家安全。

用于運(yùn)營的人工智能：在7 月 26 日發(fā)布的一篇新論文中，阿貢大學(xué)的研究人員描述了核電站操作員如何從通過 GPT-4 等人工智能大型語言模型過濾的診斷信息中受益。該研究由美國能源部核能辦公室資助，工程師們將阿貢大學(xué)的診斷工具 PRO-AID 與“符號引擎”相結(jié)合，后者充當(dāng) PRO-AID 和大型語言模型之間的中介，幫助模型準(zhǔn)確解釋數(shù)據(jù)。

PRO-AID 將實(shí)時(shí)工廠數(shù)據(jù)與基于物理的模型中的預(yù)期正常行為進(jìn)行比較，以識別故障。當(dāng)出現(xiàn)不匹配時(shí)，PRO-AID 會提供與不匹配相關(guān)的故障的概率分布。符號引擎提供了故障推理過程的結(jié)構(gòu)化表示，這“限制了 LLM 的輸出空間”，確保它僅提供基于數(shù)據(jù)和模型的解釋，并避免產(chǎn)生所謂的幻覺。

該系統(tǒng)在阿貢國家實(shí)驗(yàn)室的機(jī)械工程測試回路設(shè)施(METL)進(jìn)行了測試，診斷出非核液態(tài)鈉測試設(shè)施中的一個(gè)故障傳感器并向操作員解釋了該問題。

阿貢國家實(shí)驗(yàn)室工廠分析與控制和傳感器部門經(jīng)理里克·維利姆 (Rick Vilim) 表示：“該系統(tǒng)有可能加強(qiáng)我們核能勞動力的培訓(xùn)，并簡化操作和維護(hù)任務(wù)。”

路線圖：人工智能在能源和核科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的潛力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了反應(yīng)堆運(yùn)行。7 月 16 日，美國能源部公布了其“科學(xué)、安全和技術(shù)人工智能前沿”(FASST)計(jì)劃的路線圖，旨在“為科學(xué)、能源和國家安全打造世界上最強(qiáng)大的綜合科學(xué)人工智能系統(tǒng)”。

此前，美國能源部于4 月宣布了加速 AI 應(yīng)用的新舉措。作為這項(xiàng)更廣泛聲明的一部分，該部門發(fā)布了《AI 與能源：現(xiàn)代電網(wǎng)和清潔能源經(jīng)濟(jì)的機(jī)遇》報(bào)告，該報(bào)告介紹了 AI 在近期內(nèi)支持美國清潔能源經(jīng)濟(jì)增長的潛力，以及《能源 AI 高級研究方向》報(bào)告，該報(bào)告由阿貢國家實(shí)驗(yàn)室與其他國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員合作開發(fā)，內(nèi)容涉及 AI 的長期機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

作為全球最先進(jìn)的超級計(jì)算機(jī)和人工智能系統(tǒng)的所在地，能源部國家實(shí)驗(yàn)室也將在能源以外的人工智能應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮作用。阿貢領(lǐng)導(dǎo)力計(jì)算設(shè)施正在提供一套被稱為 ALCF 人工智能測試平臺的人工智能機(jī)器。該測試平臺和位于橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室的橡樹嶺領(lǐng)導(dǎo)力計(jì)算設(shè)施的 Summit 超級計(jì)算機(jī)均通過國家人工智能研究資源 (NAIRR) 試點(diǎn)項(xiàng)目向研究人員開放，該項(xiàng)目由美國國家科學(xué)基金會與能源部于 1 月合作啟動。NAIRR 試點(diǎn)項(xiàng)目還提供來自其他聯(lián)邦機(jī)構(gòu)和非政府合作伙伴(包括大型科技公司)的計(jì)算和數(shù)據(jù)資源。

FASST 事實(shí)： FASST 目標(biāo)包括轉(zhuǎn)換 DOE 用戶設(shè)施產(chǎn)生的大量機(jī)密和非機(jī)密科學(xué)數(shù)據(jù)，使其適用于 AI，并構(gòu)建下一代超級計(jì)算機(jī)來分析數(shù)據(jù)。

一份情況說明書如此描述：“美國政府人工智能能力的某些戰(zhàn)略領(lǐng)域目前落后于行業(yè)，而外國對手正在大規(guī)模投資人工智能。如果美國政府不能迅速確立在這一領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位，國家就有可能在國家安全、能源和科學(xué)發(fā)現(xiàn)的安全可靠的人工智能開發(fā)方面落后，從而損害我們應(yīng)對緊迫的國家和全球挑戰(zhàn)的能力。”

訪問一個(gè)可搜索的門戶網(wǎng)站，列出了美國能源部現(xiàn)有的人工智能工具和合作伙伴關(guān)系，結(jié)果顯示有 15 個(gè)與核科學(xué)和技術(shù)相關(guān)的項(xiàng)目，其中包括：

工廠現(xiàn)代化和數(shù)字孿生應(yīng)用的支持技術(shù)是愛達(dá)荷國家實(shí)驗(yàn)室與核管理委員會和學(xué)術(shù)界合作的項(xiàng)目。

SAFARI 項(xiàng)目——先進(jìn)反應(yīng)堆創(chuàng)新的安全自動化，這是阿貢國家實(shí)驗(yàn)室牽頭的一項(xiàng)項(xiàng)目，旨在將人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)融入先進(jìn)的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)中。

先進(jìn)反應(yīng)堆先進(jìn)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和原型設(shè)計(jì)，這是阿貢國家實(shí)驗(yàn)室牽頭的一個(gè)項(xiàng)目，使用人工智能支持與儲能系統(tǒng)相結(jié)合的先進(jìn)反應(yīng)堆的運(yùn)行。

利益相關(guān)者分析是桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)項(xiàng)目，旨在解決公眾對乏核燃料臨時(shí)儲存設(shè)施選址的看法方面的知識空白。