Ubicado en un bosque matorral de pino, roble y cepillo aromático en Provenza, la planta de fusión nuclear más grande del mundo está en construcción.
Aquí, 2.000 científicos, físicos y trabajadores de más de 30 países están construyendo una planta de energía alimentada por la misma energía que hace brillar el sol. Fusion tiene el potencial de ser una nueva fuente de energía asequible y libre de carbono.
ITER, como se llama, es un proyecto alucinantemente complejo, que implica el aprovechamiento del plasma que es incluso más caliente que nuestro sol. Debido a que nada en esta escala se ha hecho antes, cada día ofrece desafíos sin precedentes. Cuando se encienda, y el objetivo para eso es 2033, el mundo estará mirando.
Alain Becoulet, subdirector general de ITER, sonrió con nostalgia cuando contempló el trabajo a realizar antes de llegar a ese momento. “Conduciremos un Ferrari y todo lo que tenemos que entrenar en este momento son bicicletas,”, dijo.
Una colaboración con Microsoft es una de las formas en que ITER se está preparando para el momento en que es hora de encender el interruptor de encendido. ITER está utilizando una gama de herramientas de Microsoft – desde Microsoft 365 Copilot hasta Azure OpenAI Service, Visual Studio y GitHub – para acelerar hacia sus objetivos.
“Weisre ensamblando un poco más de 1 millón de piezas, y el desafío no es solo fabricar estas cosas, el desafío es también ensamblarlas y hacer que todo funcione a la vez“Weisre ensamblando un poco más de 1“Weisre ensamblando un poco más de 1
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Alain Becoulet, físico y subdirector general de ITER, dice que la necesidad de precisión con componentes complejos hace que la construcción de una planta de fusión sea el desafío de toda una vida. “Es como un reloj nuclear suizo,”, dice. Foto de Chris Welsch para Microsoft.
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El desarrollo de un chatbot en el servicio OpenAI de Azure ha mejorado significativamente la forma en que el personal de ITER busca en su base de datos más de 1 millón de documentos, desde la investigación hasta el inventario y la regulación, dijo Becoulet. Una colaboración con Copiloto GitHub está ayudando a que el desarrollo de software sea accesible incluso para los no desarrolladores, además de permitir simulaciones sofisticadas para mejorar la seguridad y las operaciones.
Y ahora ITER y Microsoft Research han firmado un memorando de entendimiento con respecto a una posible colaboración de investigación, particularmente en temas involucrados en el modelado de futuros experimentos en ITER, dijo Becoulet.
“El objetivo es fortalecer el modelado integrado de los plasmas ITER, tanto en términos de diseño experimental y control en tiempo real, así como el análisis y procesamiento de cantidades gigantescas de datos,” dijo, y agregó que “la cooperación también podría conducir a un gran salto adelante en la capacidad de ITERar para optimizar su régimen operativo basado en los cálculos más fundamentales a través de simulaciones que requieren las capacidades informáticas más altas disponibles actualmente, así como capacidades sólidas de minería de datos.”
“Es un aparato extremadamente sofisticado,” dijo Becoulet sobre la planta de fusión. “Weirre ensamblando un poco más de 1 millón de piezas, y el desafío no es solo fabricar estas cosas, el desafío es también ensamblarlas y hacer que todo funcione a la vez
Garantizar la precisiónGarantizar la precisiónGarantizar la precisión
La idea detrás de ITER es diseñar y crear un dispositivo de fusión que pueda demostrar la viabilidad de la fusión como una fuente de energía a gran escala y libre de carbono, así como allanar el camino para el uso comercial de la fusión. La planta generaría alrededor de 500MW de energía anualmente, pero esa energía no iría a la red; el propósito es aprender cómo operar una planta de fusión con éxito y compartir ese conocimiento ampliamente.
Cambiando de metáforas, Becoulet dijo que “solía llamarlo un reloj nuclear suizo; es extremadamente preciso, pero también del tamaño de una planta nuclear
AI, que Becoulet dijo que prefiere llamar “inteligencia aumentada porque sigue siendo humanos tomando las decisiones” ahora es una parte crítica de unir a todas las partes y personas.
Maria Ortiz De Zúñiga es una de las ingenieras que ha desempeñado un papel en la fabricación del recipiente de vacío ITER, el contenedor en forma de rosquilla que se está construyendo para albergar el plasma extremadamente caliente del dispositivo de fusión, que se conoce como “tokamak”. (La palabra “tokamak” proviene de un acrónimo ruso de “cámara toroidal con bobinas magnéticas.”)
“AI es un multiplicador de fuerza,” (…) “Para AI esta es una tarea simple, después de entrenar un modelo. Puede realizar la misma tarea sin faltar defectos de soldadura y con la precisión que requiere un componente nuclear.”“AI es un multiplicador de fuerza,” (…)“AI es un multiplicador de fuerza,” (…)
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Maria Ortiz de Zúñiga es una de las ingenieras que ha contribuido a la fabricación del ITER Vacuum Vessel — un contenedor en forma de rosquilla para albergar el plasma súper caliente del mayor dispositivo de fusión. ©F4E
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Ella es la jefa de unidad de Ingeniería de Proyectos, Diseño Asistido por Computadora (CAD) y Gestión de Datos Técnicos en Fusión para Energía, la organización de la Unión Europea que forma parte del proyecto ITER (cada gobierno involucrado tiene su propia agencia similar).
Cuando se unió a Fusion for Energy, sus colegas le dijeron “Espero que te guste la fusión porque estarás trabajando en ello por el resto de tu vida,” dijo con una risa. Para ella ha sido un trabajo de ensueño, perfectamente alineado con su investigación de doctorado sobre IA en técnicas avanzadas de fabricación en reactores de fusión.
Durante la última década, Ortiz De Zúñiga trabajó en varios aspectos de la contribución de los europeos al recipiente de vacío. Varias otras organizaciones estuvieron involucradas.
El recipiente de vacío está compuesto por nueve sectores, siendo Europa responsable de fabricar cinco. Corea del Sur está haciendo los otros cuatro. Rusia e India están produciendo otras partes. Cuando se complete, el buque pesará alrededor de 5.200 toneladas.
El recipiente está hecho de un tipo especial de acero inoxidable que debe mecanizarse y soldarse varias veces y luego probarse con sofisticadas ecografías para garantizar que las soldaduras no tengan defectos. Cuando todo el dispositivo esté en funcionamiento, el recipiente contendrá plasma que alcanza temperaturas de 150,000,000 Celsius – 10 veces más caliente que el núcleo de nuestro sol. La precisión es esencial.El recipiente está hecho de un tipoEl recipiente está hecho de un tipo
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Uno de los segmentos del recipiente de vacío que se limpia después de la construcción. El recipiente de vacío está en el corazón del ITER tokamak, que es el motor del proyecto de fusión. Copyright: F4E en colaboración con el consorcio Ansaldo, Westinghouse, Walter Tosto (AMW), Monfalcone, agosto de 2024. ©F4E
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Una de las herramientas que ella y su equipo utilizan para desarrollar modelos de IA es Microsoft Visual Studio Código. Visual Studio es un “entorno de desarrollo integrado (IDE),” en el que se pueden usar muchos lenguajes de codificación y hay varias herramientas para desarrollar aplicaciones – como las que usó para verificar la calidad de las soldaduras utilizando múltiples ecografías.
La cantidad de datos, y el detalle involucrado, significa que el uso de IA para analizar los datos ahorra muchas horas en la verificación de la calidad y precisión de las soldaduras. También se está utilizando para ayudar a analizar los materiales que recubrirán el recipiente de vacío.
“AI es un multiplicador de fuerza,”, dijo. “Para AI esta es una tarea simple, después de entrenar un modelo. Puede realizar la misma tarea sin faltar defectos de soldadura y con la precisión que requiere un componente nuclear.”
La IA también está desempeñando un papel clave en las tareas administrativas y de investigación que son esenciales para el proyecto ITER.
Orquestando la eficiencia con CopilotOrquestando la eficiencia con CopilotOrquestando la eficiencia con Copilot
Jean-Daniel Delaplagne es el Líder de la Sección de TI de ITER. Ha estado con la organización durante 15 años.
ITER ha sido un cliente de Microsoft desde hace mucho tiempo, dijo, con Office 365, servidores Windows y otras herramientas de Microsoft en uso en toda la organización. Pero en el último año ese uso se ha expandido en nuevas direcciones.
“Uno de nuestros objetivos era conectarnos con nuestra base de conocimientos aquí de una mejor manera,” Delaplagne dijo. “Tenemos 20 años de conocimiento — más de 1 millón de documentos.”
Su equipo afinó un chatbot de Azure OpenAI Service diseñado para facilitar la minería de esa base de datos. ITER ha estado trabajando con el socio de Microsoft Witivio establecer el vínculo entre esa plataforma de conocimiento y Microsoft 365 Copilot a través de características agentic. Un ejemplo de un elemento “agentic” es una herramienta diseñada específicamente para traducir los cientos de acrónimos que usa ITER.
Delaplagne dijo que el chatbot ha sido muy útil en una variedad de maneras.
“Al final hemos estado obteniendo respuestas de muy buena calidad sobre conocimientos muy técnicos de ITER,”, dijo. “No solo es bueno para encontrar documentos, es bueno para encontrar información dentro de los documentos y el significado de diferentes aspectos de ingeniería y construcción.”
Después de una fase de uso inicial de Microsoft 365 Copilot con 50 beta testers, ITER se está expandiendo a más de 300 licencias Copilot con planes de agregar más, dijo Delaplagne. Copilot también se está utilizando para tareas administrativas como evaluaciones iniciales de CV, así como para compras e inventario.
Azure OpenAI Service también se está utilizando para hacer un historial de todos los tickets de TI en los archivos de búsqueda. Dijo que ITER generalmente tiene 40,000 solicitudes de ayuda de TI cada año. Hacer que la historia de todas esas solicitudes de ayuda y soluciones sean buscables podría acelerar la resolución de problemas comunes; dijo que el sistema ha sido bien recibido hasta ahora. También dijo que los oficiales de salud y seguridad han utilizado Copilot para redactar metodologías de inspección y listas de verificación, incluida la generación de preguntas abiertas.
De lo teórico a lo prácticoDe lo teórico a lo prácticoDe lo teórico a lo práctico
En el corazón de ITER hay preguntas de física; los científicos han estado investigando la cuestión de cómo las estrellas se alimentan a sí mismas desde la década de 1920.
Alberto Loarte ha pasado su carrera abordando esas preguntas y poniéndolas en juego en la construcción del tokamak en ITER. Él dice que la IA tiene el potencial de acelerar el desarrollo de la fusión como fuente de energía comercial.
“Algunas de las aplicaciones iniciales de la inteligencia artificial como Copilot son para mejorar el software y desarrollar nuevas rutinas, porque estas cosas en realidad son bastante, bastante eficientes,” dijo. “Puedes programar directamente con él, y puedes llegar a un estándar y mejorar la eficiencia.”
Loarte dijo que la IA desempeñará un papel cada vez más importante en la mejora de la calidad de las simulaciones predictivas. Fusión nuclear se ha logrado antes, pero nunca en la escala de ITER.
Más allá de la IA, se necesita potencia de fuego computacional para prepararse para el inicio del ITER tokamak.
Como Loarte lo describe, cuando la reacción de fusión está sucediendo, el plasma se comportará algo así como el sol, con sus erupciones solares periódicas. Los físicos esperan que los nuevos cálculos muestren que la integración entre los requisitos para crear la fusión y las presiones que se pondrían en el recipiente de vacío sería más fácil de lo previsto.
La fusión es diferente de la fisión – no crea residuos radiactivos de alta activación y es una forma mucho más segura de generación de energía, pero el comportamiento del plasma debe controlarse con precisión para crear energía confiable.
Es por eso que los cálculos predictivos de lo que podría suceder en diversas condiciones son tan críticos. Eventualmente, sería necesario el uso de computación de alto rendimiento, o HPC.
También dijo que la IA se puede usar para interpretar los resultados de estos cálculos pesados; Loarte y otros científicos ya lo han hecho en un nivel pequeño.
Para María Ortiz De Zúñiga, la idea de contribuir a una nueva fuente de energía limpia da sentido a su trabajo.
“Eso es lo que nos impulsa,”, dijo. “La fabricación es emocionante para un ingeniero. Pero cuando llega a producir un componente que será parte de ITER, se da cuenta de cómo su trabajo es parte del panorama general para resolver la crisis energética.
Microsoft Blog. Traducido al español
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