Семь областей, в которых ИИ изменит науку и технологии
За последнее десятилетие технологии, связанные с искусственным интеллектом, стремительно развивались, становясь все более сложными и позволяя решать все более трудные задачи. ИИ применяется в различных отраслях, таких как промышленность, грузоперевозки, финансы, образование и здравоохранение.
Аналогичным образом ИИ может способствовать развитию ядерной науки, технологий и применений. Использование возможностей ИИ в ядерной сфере может внести весомый вклад в решение наиболее актуальных проблем современности — от борьбы с изменением климата до обеспечения продовольственной безопасности.
Ниже представлены несколько областей, в которых искусственный интеллект может быть полезен для мирных применений ядерных технологий в настоящем и будущем. Узнать о них подробнее можно из новой публикации МАГАТЭ «Искусственный интеллект для ускорения применения ядерных технологий, науки и техники».
1. Здоровье человека
ИИ может помочь в лечении различных заболеваний. Он уже применяется в диагностике и лечении рака: благодаря улучшенномому качеству обработки изображений и точному определению контуров опухоли ИИ позволяет разрабатывать более точные планы лечения и применять адаптивную лучевую терапию, то есть лечение с учетом анатомических особенностей конкретного пациента. Применение технологий ИИ для лечения рака изучается во многих странах мира, в том числе в Китае, России, Соединенном Королевстве, США и Франции. Недавно МАГАТЭ запустило проект координированных исследований в этой области.
ИИ сыграет важную роль также в реализации инициативы МАГАТЭ «Комплексные действия по борьбе с зоонозными заболеваниями» (ЗОДИАК), призванной помочь экспертам лучше понять влияние зоонозных заболеваний на здоровье человека, а также прогнозировать, оценивать и сдерживать вспышки таких заболеваний в будущем.
2. Продовольствие и сельское хозяйство
Использование ИИ в сочетании с ядерными технологиями может помочь повысить устойчивость продовольственных систем и их способность противостоять изменению климата, а также решить проблемы, связанные с отсутствием продовольственной безопасности.
Эксперты применяют ИИ для обработки и анализа данных с целью повышения урожайности, оценки влажности почвы, улучшения оросительных систем, обнаружения и прогнозирования случаев мошенничества с продовольствием, а также восстановления земель, загрязненных радиоактивными веществами.
3. Водные ресурсы и окружающая среда
Изотопные методы позволяют экспертам изучать и отслеживать движение воды на разных этапах гидрологического цикла, а также преобразования в этом цикле, вызванные изменением климата. Эксперты уже применяют подходы на основе ИИ для быстрого анализа связанных с водой больших объемов изотопных данных, хранящихся в международных базах данных, таких как Глобальная сеть «Изотопы в осадках», которая поддерживается МАГАТЭ и Всемирной метеорологической организацией.
Эффективный и действенный анализ данных с помощью ИИ помогает ученым лучше понять процессы изменения климата и их влияние на доступность воды во всем мире.
4. Ядерная наука и исследования термоядерного синтеза
Искусственный интеллект играет все более важную роль в ядерной науке. Он используется для анализа данных, теоретического моделирования и проведения экспериментов, способствуя продвижению технологических инноваций и ускорению фундаментальных исследований, например в области сбора и анализа ядерных и атомных данных.
Исследования в области термоядерного синтеза являются областью, в которой применение ИИ приносит наибольшую пользу. Благодаря своей способности решать масштабные и сложные задачи, ИИ может способствовать проведению экспериментов и совершению научных открытий путем моделирования и имитации. Эти области применения ИИ включены в новый проект координированных исследований МАГАТЭ, рассчитанный на пять лет и направленный на ускорение исследований и разработок в области термоядерного синтеза.
5. Ядерная энергия
Получить значительную выгоду от внедрения ИИ может атомная энергия — надежный низкоуглеродный источник энергии. При объединении цифрового моделирования реальных ядерных установок с системами ИИ сложные процедуры в ядерной отрасли могут быть оптимизированы, а конструкция, производительность и безопасность реакторов улучшены. Подобная оптимизация может повысить эффективность эксплуатации и снизить затраты на техническое обслуживание.
Автоматизировать задачи, тем самым повышая надежность и снижая вероятность ошибок, помогает машинное обучение — процесс, в ходе которого ИИ обучается, анализируя большие объемы данных. Кроме того, ИИ обладает значительным аналитическим и прогностическим потенциалом, позволяющим контролировать процессы на электростанциях и выявлять аномалии.
Данные 2021 года, представленные в ходе вебинара «ИИ для атомной энергетики», подчеркивают потенциал применения ИИ для снижения эксплуатационных и ремонтных расходов АЭС. Аварийный останов турбогенератора на атомной электростанции в России обходится оператору в среднем в 1 миллион евро в день. Вместо этого, предиктивное управление с использованием ИИ может помочь инициировать плановый останов, значительно сократив расходы и количество внеплановых остановов.
6. Ядерная безопасность и защита от радиации
Все больше стран используют ядерные технологии в мирных целях и внедряют программы развития ядерной энергетики, поэтому МАГАТЭ беспрерывно работает над обеспечением защиты людей и окружающей среды от потенциально вредного воздействия ионизирующего излучения.
ИИ может быть полезен в обеспечении ядерной и физической ядерной безопасности. Он может быть использован при обработке данных систем радиационного контроля для более эффективного обнаружения и идентификации ядерных и прочих радиоактивных материалов. ИИ может применяться также для анализа данных систем физической защиты и обнаружения нарушителей или аномалий, которые могут свидетельствовать о кибератаке на ядерный объект. Кроме того, интеграция ИИ в программное обеспечение, связанное со стандартами безопасности радиационной защиты, может способствовать повышению уровня защиты миллионов работников, подвергающихся профессиональному облучению в медицине, строительстве, горнодобывающей промышленности, судоходстве, сельском хозяйстве и атомной энергетике.
7. Ядерные гарантии
Гарантии — это технические меры проверки, с помощью которых МАГАТЭ предоставляет надежные доказательства выполнения странами их юридических обязательств по использованию ядерного материала исключительно в мирных целях. С помощью таких мер, как инспекции на ядерных объектах и установках, МАГАТЭ анализирует заявленные государствами ядерные материалы и деятельность в ядерной сфере с целью выявления незаявленной деятельности.
Гарантии МАГАТЭ основаны на больших объемах данных, полученных различными способами, такими как спутниковые снимки, отбор проб окружающей среды, гамма-лучевая спектроскопия и видеонаблюдение. ИИ может помочь инспекторам и аналитикам МАГАТЭ, занимающимся гарантиями, в анализе этих данных. Методы машинного обучения уже используются при анализе больших объемов данных для обнаружения выбросов и помогают в проверке отработавшего топлива и записей видеонаблюдения. Ожидается, что ИИ еще больше повысит эффективность и надежность гарантий за счет сокращения числа повторяющихся задач, выполняемых инспекторами.