Правительство США наняло 278 ИИ-стажеров для модернизации энергосистемы

Электричество, питающее ваш телефон прямо сейчас, является конечным продуктом массивной невидимой цепочки поставок. Она начинается с необработанных минералов, извлеченных из земли, проходит через сложные конструкции реакторов или лопасти турбин и перемещается по сети, которая зачастую старше людей, управляющих ею. Исторически сложилось так, что улучшение любой части этой цепочки требовало десятилетий проб и ошибок в физических лабораториях. Одно испытание материала для новой батареи могло занять годы. Министерство энергетики США (DOE) сейчас пытается сжать эти десятилетия до месяцев, внедряя искусственный интеллект в каждое звено этой цепи.

В рамках недавно объявленной миссии Genesis DOE отобрало 278 исследовательских проектов, которые получат специализированные инструменты ИИ и высокопроизводительные вычислительные мощности. Эти проекты охватывают все 50 штатов и включают 342 различных учреждения, включая университеты, национальные лаборатории и частные компании. По сути, правительство внедряет неутомимого цифрового стажера в 278 различных лабораторий, чтобы проверить, сможет ли машинное обучение устранить узкие места, которые делают энергию дорогой, а инновации — медленными.

Переход от ручных лабораторий к цифровым рабочим процессам

Для обычного пользователя слово «исследование» обычно вызывает в воображении ученых в белых халатах, смешивающих химикаты или смотрящих в микроскопы. Хотя это все еще происходит, современным узким местом в науке является уже не сам эксперимент. Это данные. Один современный эксперимент может генерировать больше информации, чем команда людей способна проанализировать за всю жизнь. Именно здесь на сцену выходит платформа Genesis Mission.

Если смотреть на картину в целом, эти 278 проектов направлены не просто на предоставление ученым лучших компьютеров. Речь идет об изменении принципов работы науки. DOE предоставляет этим командам фреймворки ИИ-агентов. Представьте ИИ-агента как цифрового лаборанта, который может прочитать тысячи научных работ за секунды, предложить новую химическую формулу, а затем запустить симуляцию, чтобы увидеть, взорвется ли эта формула или будет проводить электричество. Автоматизируя повторяющиеся части процесса открытий, исследователи могут сосредоточиться на больших идеях, пока ИИ берет на себя тяжелую работу по обработке данных.

Этот сдвиг является основополагающим для секторов, которые казались застойными. В тяжелой промышленности, которая выступает невидимым хребтом современной жизни, скорость открытия материалов определяет, как быстро мы сможем создавать лучшие батареи или более эффективные солнечные панели. Текущий процесс непрозрачен и медленен. Миссия Genesis призвана сделать его прозрачным и быстрым.

Почему ядерная энергетика получает самый большой кусок пирога

Одной из наиболее осязаемых частей этого объявления является трехлетний проект стоимостью 60 миллионов долларов, посвященный ядерной энергии. Хотя 60 миллионов долларов могут показаться огромной суммой, в мире промышленной инфраструктуры это целевая инвестиция, предназначенная для решения конкретной проблемы: стоимости строительства. Ядерная энергетика является надежным источником безуглеродной энергии, но она известна своей дороговизной и медленным развертыванием из-за очень высоких требований к безопасности и проектированию.

Этот проект использует ИИ для поддержки проектирования, строительства и эксплуатации ядерных объектов. «Под капотом» ИИ ищет способы оптимизации процесса строительства и улучшения датчиков безопасности. Если ИИ сможет предсказать выход детали из строя за несколько недель до того, как это заметит техник, станция будет работать дольше, а стоимость электроэнергии снизится. Для потребителя это разница между волатильным ежемесячным счетом за коммунальные услуги и предсказуемым.

Коммерческий термоядерный синтез и интеллектуальное проектирование полупроводников также занимают приоритетные позиции. Полупроводники — это цифровая сырая нефть нашей эпохи. От них зависит каждый гаджет, от вашего тостера до грузовика. Используя ИИ для проектирования этих чипов, DOE надеется создать оборудование, которое будет более эффективным и простым в производстве внутри границ США. Это практический шаг по защите цепочки поставок от глобальных сбоев.

Распределение проектов

За жаргоном объявления DOE скрывается очень конкретная карта того, где происходят американские инновации. Правительство не просто вбросило деньги в несколько элитных школ Лиги плюща. 278 наград распределены между разнообразной группой лидеров:

• Университеты: 168 проектов
• Национальные лаборатории: 87 проектов
• Частный сектор: 19 проектов
• Некоммерческие организации: 4 проекта

Это распределение имеет значение, потому что оно сохраняет децентрализацию исследований. Когда университет в небольшом штате получает доступ к тем же высокопроизводительным вычислительным ресурсам, что и национальная лаборатория высшего уровня, это выравнивает правила игры. Это означает, что прорыв в добыче критически важных минералов — процессе получения лития и кобальта, необходимых для электромобилей — может произойти в лаборатории, которой ранее не хватало вычислительной мощности для конкуренции.

Участие промышленности, хотя и представленное меньшим количеством проектов, является мостом к рынку. Компании, подобные тем, что участвуют в миссии Genesis, — это те, кто в конечном итоге превратит лабораторное открытие в продукт, который вы сможете купить в магазине. Без их участия эти открытия ИИ просто осели бы в цифровом файле на правительственном сервере.

Платформа Genesis Mission и цифровой лаборант

С практической точки зрения, самой важной частью этой миссии является платформа Genesis Mission. Это инструментарий, который будут использовать исследователи. Он включает в себя передовые модели ИИ, специально обученные на научных данных, а не просто на текстах из интернета. В то время как стандартный ИИ может быть хорош в написании электронных писем, эти модели разработаны для понимания термодинамики и молекулярных структур.

Эти инструменты помогают командам быстро проектировать и тестировать новые идеи. Вместо создания десяти физических прототипов новой детали двигателя исследователь может создать 10 000 цифровых версий в симуляторе. ИИ идентифицирует три лучшие версии, и только эти три будут построены в реальном мире. Это сокращает количество отходов и экономит огромное количество времени. Иными словами, DOE пытается дать американским ученым машину времени, позволяя им пропустить 9 997 версий, которые все равно бы не заработали.

Что это значит для вашего бюджета и гаджетов

Легко рассматривать правительственные исследования как нечто, что остается запертым в лаборатории, но миссия Genesis имеет прямые последствия для повседневной жизни. Если эти проекты достигнут своей цели по повышению научной продуктивности, результаты в конечном итоге проявятся в вашем доме и вашем кошельке.

Во-первых, рассмотрим стоимость энергии. Если исследования на базе ИИ сделают ядерную энергию и термоядерный синтез более жизнеспособными, долгосрочным результатом станет более устойчивая и дешевая энергосистема. Во-вторых, посмотрите на свои устройства. Более умное проектирование полупроводников ведет к увеличению времени автономной работы и ускорению процессоров в телефонах среднего сегмента, а не только во флагманах за 1000 долларов. В-третьих, подумайте об окружающей среде. Лучшие методы добычи критически важных минералов означают, что мы можем производить материалы для «зеленых» технологий с меньшим ущербом для земли.

Исторически сложилось так, что США лидировали в науке, но часто с трудом переносили эту науку на заводы. Интегрируя ИИ в фазу открытий, миссия Genesis пытается сократить дистанцию между «смелой идеей» и осязаемым продуктом. Это системное обновление инновационного конвейера страны.

Заключительные мысли об эпохе открытий с помощью ИИ

По мере перехода к фазе разработки этих 278 проектов акцент смещается с ажиотажа вокруг объявления на реальность результатов. ИИ — это не волшебная палочка, решающая все проблемы, но это мощный инструмент для управления сложностью современной науки. Огромный объем заявок, полученных DOE, говорит о том, что научное сообщество готово принять этот цифровой сдвиг.

Для среднего пользователя это сигнал заглянуть за рамки хайпа вокруг чат-ботов ИИ и сосредоточиться на промышленных применениях технологии. Самые разрушительные изменения часто происходят в секторах, о которых мы редко задумываемся, таких как добыча полезных ископаемых или управление энергосетями. Это основополагающие элементы, которые позволяют существовать остальной части нашей цифровой жизни. По мере продвижения миссии Genesis цель состоит в том, чтобы сделать эти основы прочнее, дешевле и умнее.

Источники: Список проектов миссии Genesis Министерства энергетики США, возможности финансирования Управления науки (SC), аналитические записки Национального управления по ядерной безопасности (NNSA).