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

生成式人工智能與先進的診斷工具相結合，可以檢測核電站的潛在問題，并實時向操作員提供直接的解釋。這是美國能源部阿貢國家實驗室研究的前提，也是美國能源部在核科學和技術研究中不斷探索人工智能應用的一個例子。訓練和約束新型人工智能系統需要專業知識和數據，而美國能源部可以同時獲得這兩者。根據最近幾個月的一系列報告和公告，美國能源部正在制定計劃，以確保美國能夠利用人工智能來增強能源安全和國家安全。

用于運營的人工智能：在7 月 26 日發布的一篇新論文中，阿貢大學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的診斷工具 PRO-AID 與“符號引擎”相結合，后者充當 PRO-AID 和大型語言模型之間的中介，幫助模型準確解釋數據。

PRO-AID 將實時工廠數據與基于物理的模型中的預期正常行為進行比較，以識別故障。當出現不匹配時，PRO-AID 會提供與不匹配相關的故障的概率分布。符號引擎提供了故障推理過程的結構化表示，這“限制了 LLM 的輸出空間”，確保它僅提供基于數據和模型的解釋，并避免產生所謂的幻覺。

該系統在阿貢國家實驗室的機械工程測試回路設施(METL)進行了測試，診斷出非核液態鈉測試設施中的一個故障傳感器并向操作員解釋了該問題。

阿貢國家實驗室工廠分析與控制和傳感器部門經理里克·維利姆 (Rick Vilim) 表示：“該系統有可能加強我們核能勞動力的培訓，并簡化操作和維護任務。”

路線圖：人工智能在能源和核科學技術領域的潛力遠遠超出了反應堆運行。7 月 16 日，美國能源部公布了其“科學、安全和技術人工智能前沿”(FASST)計劃的路線圖，旨在“為科學、能源和國家安全打造世界上最強大的綜合科學人工智能系統”。

此前，美國能源部于4 月宣布了加速 AI 應用的新舉措。作為這項更廣泛聲明的一部分，該部門發布了《AI 與能源：現代電網和清潔能源經濟的機遇》報告，該報告介紹了 AI 在近期內支持美國清潔能源經濟增長的潛力，以及《能源 AI 高級研究方向》報告，該報告由阿貢國家實驗室與其他國家實驗室的研究人員合作開發，內容涉及 AI 的長期機遇和挑戰。

作為全球最先進的超級計算機和人工智能系統的所在地，能源部國家實驗室也將在能源以外的人工智能應用領域發揮作用。阿貢領導力計算設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器。該測試平臺和位于橡樹嶺國家實驗室的橡樹嶺領導力計算設施的 Summit 超級計算機均通過國家人工智能研究資源 (NAIRR) 試點項目向研究人員開放，該項目由美國國家科學基金會與能源部于 1 月合作啟動。NAIRR 試點項目還提供來自其他聯邦機構和非政府合作伙伴(包括大型科技公司)的計算和數據資源。

FASST 事實： FASST 目標包括轉換 DOE 用戶設施產生的大量機密和非機密科學數據，使其適用于 AI，并構建下一代超級計算機來分析數據。

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略領域目前落后于行業，而外國對手正在大規模投資人工智能。如果美國政府不能迅速確立在這一領域的領導地位，國家就有可能在國家安全、能源和科學發現的安全可靠的人工智能開發方面落后，從而損害我們應對緊迫的國家和全球挑戰的能力。”

訪問一個可搜索的門戶網站，列出了美國能源部現有的人工智能工具和合作伙伴關系，結果顯示有 15 個與核科學和技術相關的項目，其中包括：

工廠現代化和數字孿生應用的支持技術是愛達荷國家實驗室與核管理委員會和學術界合作的項目。

SAFARI 項目——先進反應堆創新的安全自動化，這是阿貢國家實驗室牽頭的一項項目，旨在將人工智能和機器學習融入先進的反應堆設計中。

先進反應堆先進控制系統的設計和原型設計，這是阿貢國家實驗室牽頭的一個項目，使用人工智能支持與儲能系統相結合的先進反應堆的運行。

利益相關者分析是桑迪亞國家實驗室領導的一個項目，旨在解決公眾對乏核燃料臨時儲存設施選址的看法方面的知識空白。