За първи път изкуствен интелект е използван при проектирането на бъдещ колайдер

Електронно-йонният колайдер (EIC), който е в процес на изграждане в САЩ, ще започне да изучава структурата на материята към средата на 30-те години на века. Това е първият в света ускорител на частици, който интегрира технологиите за изкуствен интелект и машинно обучение в системите на ускорителя и детектора още на етапа на проектиране. 3,9-километровият пръстен ще се самообучава: ще настройва десетки хиляди параметри на лъча, ще филтрира шума и ще отделя редките събития сред огромния поток от данни.

Съвременните ускорители на частици вече използват изкуствен интелект, но обикновено като „кръпка“, добавена години след построяването. Първоначално EIC се изгражда с интегрирането на технологии за изкуствен интелект и машинно обучение на всички нива – от управлението на лъча до реконструкцията на събитията в детектора ePIC. Този колайдер ще бъде разположен в Националната лаборатория Брукхейвън и ще трябва да сблъсква електрони с протони или йони, за да могат учените да разберат как кварките и глуоните създават маса и спин.

„EIC е нов център, който може да се възползва от предимствата на изкуствения интелект и машинното обучение още от самото начало“, заяви Таня Хорн, съпредседател на работната група AI4EIC, разработваща изкуствен интелект за EIC. – На разположение вече са широк набор от инструменти за изкуствен интелект – точно навреме за EIC.“

Ускорителният пръстен на EIC е с дължина около 3,9 км. Два лъча с дебелина колкото човешки косъм ще се движат един към друг със скоростта почти на светлината. За да се поддържат стабилни и да се увеличи максимално броят на сблъсъците, трябва непрекъснато да се регулират десетки хиляди параметри (магнитни токове, честоти на радиочестотните резонатори, синхронизация). Хората не са в състояние да ги контролират в реално време. Системата с изкуствен интелект ще работи като „автопилот“: тя ще следи състоянието и ще регулира настройките самостоятелно, като използва машинно обучение и данни от хиляди сензори.

Друга област на приложение е търсенето на данни, представляващи интерес за науката, пише Phys. Детекторът ePIC трябва да регистрира милиарди сблъсъци в секунда, повечето от които са фонов „шум“, в който полезният сигнал лесно може да потъне. Традиционните системи използват строги прагове и правила. Системите EIC, базирани на изкуствен интелект, ще категоризират събитията в реално време, ще отхвърлят очевидно безполезните и ще запазват потенциално важните.

Успехът на EIC би могъл да се превърне в модел за бъдещи мегасъоръжения (включително проекти за лунни и космически колайдери), където ръчното управление е принципно невъзможно поради разстоянието и забавянето на сигнала. Системите с изкуствен интелект, разработени за EIC, биха могли да намерят приложение в частните и научните ускорителни съоръжения на бъдещето – от медицинските устройства до промишлените томографи.