原子能機(jī)構(gòu)有史以來第一次關(guān)于將人工智能用于核應(yīng)用的會(huì)議在原子能機(jī)構(gòu)大會(huì)第六十四屆常會(huì)期間以虛擬方式舉行。會(huì)議展示了核科學(xué)中基于人工智能的方法如何使人類健康、水資源管理和核聚變研究受益。此次活動(dòng)向公眾開放,聚集了來自43個(gè)國(guó)家的300多人,就人工智能在核科學(xué)中的潛力及其使用的相關(guān)影響,包括倫理和透明度展開了全球?qū)υ挕?/p>
人工智能是指將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)、處理算法和不斷增強(qiáng)的計(jì)算能力結(jié)合起來,開發(fā)出能夠以類似人類邏輯和推理的方式追蹤復(fù)雜問題的系統(tǒng)的技術(shù)集合。人工智能技術(shù)可以分析大量數(shù)據(jù),“學(xué)習(xí)”如何完成某項(xiàng)任務(wù)。這種技術(shù)被稱為機(jī)器學(xué)習(xí)。
“人工智能正在呈指數(shù)級(jí)發(fā)展,”原子能機(jī)構(gòu)副總干事兼核科學(xué)和應(yīng)用司司長(zhǎng)納賈特·莫克塔說,“人工智能識(shí)別數(shù)據(jù)模式和分析來自衛(wèi)星、無人機(jī)或醫(yī)學(xué)掃描的高分辨率圖像的能力,可以提高對(duì)人道主義緊急情況的響應(yīng),幫助醫(yī)生識(shí)別癌癥和其他疾病,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力,以及跟蹤動(dòng)物和海洋遷移?!?/p>
人工智能應(yīng)用于核科學(xué),有可能例如推進(jìn)核醫(yī)學(xué)和癌癥治療中的癌癥分期,加快實(shí)現(xiàn)聚變能源生產(chǎn)的進(jìn)展,以及幫助保護(hù)全球水資源免受過度開采和污染。
在虛擬會(huì)議上,四位專家就人工智能在核科學(xué)中的關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)表了見解,并回答了在線與會(huì)者的提問。
人工智能用于癌癥分期和治療
“ 現(xiàn)代腫瘤學(xué)雖然非常先進(jìn),但在很大程度上仍是一種一刀切的努力?!?加拿大麥吉爾大學(xué)教授兼醫(yī)學(xué)物理學(xué)家JanSeuntjens說,“這意味著為特定疾病患者開出的治療方法在很大程度上仍然是通用的,或者換句話說,從一個(gè)患者到另一個(gè)患者都是一樣的。人工智能給我們提供了機(jī)會(huì),考慮到我們所掌握的該特定患者的所有信息或數(shù)據(jù),使治療更加個(gè)性化?!?/p>
Seuntjens強(qiáng)調(diào)了人工智能可以通過改善圖像解讀、更準(zhǔn)確的治療方案和腫瘤輪廓,以及自適應(yīng)放療——一種適應(yīng)個(gè)體患者內(nèi)部解剖變異的放療過程——來支持醫(yī)生進(jìn)行癌癥診斷和治療。
用人工智能推進(jìn)聚變研究
核聚變是生產(chǎn)豐富、安全和可持續(xù)能源的一個(gè)機(jī)會(huì)。
這一領(lǐng)域的研究需要大量的實(shí)驗(yàn)和理論活動(dòng),涵蓋等離子體物理學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域?;谌斯ぶ悄艿姆椒ㄍㄟ^最大限度地利用從實(shí)驗(yàn)和模擬數(shù)據(jù)中提取的信息的數(shù)量和適用性,為加快實(shí)現(xiàn)聚變能源的進(jìn)展提供了機(jī)會(huì)。
美國(guó)通用原子公司首席科學(xué)家David Humphreys解釋了人工智能如何為未來聚變電站的持續(xù)、安全和高效運(yùn)行提供必要的預(yù)測(cè)和控制解決方案。在可用于推進(jìn)聚變研究的人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)中,他提到了優(yōu)化實(shí)驗(yàn)規(guī)劃,這將有助于加快獲得新知識(shí)的進(jìn)展,以及利用從世界各地實(shí)驗(yàn)聚變?cè)O(shè)施開發(fā)的大型數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得的算法實(shí)時(shí)優(yōu)化等離子體控制方案。
原子能機(jī)構(gòu)發(fā)布了聚變裝置信息系統(tǒng),這是原子能機(jī)構(gòu)有史以來第一個(gè)在線聚變數(shù)據(jù)庫(kù)。它包含了全球100多個(gè)目前在運(yùn)、在建、規(guī)劃中或已關(guān)閉的公共和私營(yíng)聚變裝置的數(shù)據(jù)。
利用人工智能保護(hù)水和環(huán)境
自來水管理實(shí)踐如何影響水的損失?太平洋鮭魚產(chǎn)地每年都會(huì)發(fā)生變化嗎?颶風(fēng)的水分來源有哪些?加拿大渥太華大學(xué)地球與環(huán)境科學(xué)系助理教授ClementBataille認(rèn)為,機(jī)器學(xué)習(xí)可以幫助我們通過大規(guī)模繪制水文和環(huán)境過程圖來深入了解這些問題。
人工智能還可以通過同位素地球化學(xué)幫助管理環(huán)境、水文和生態(tài)資源。Bataille解釋說,由于同位素科學(xué)使用全球網(wǎng)絡(luò)和儲(chǔ)存庫(kù)中共享的大量數(shù)據(jù),包括原子能機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù),因此,使用人工智能對(duì)于獲得可解釋的結(jié)果和加強(qiáng)我們對(duì)環(huán)境和水文過程的理解變得至關(guān)重要。