अमेरिकी ऊर्जा विभाग (डीओई) ने फ्यूज़न ऊर्जा के आगमन में तेजी लाने और 2050 तक कार्बन तटस्थता प्राप्त करने की रणनीति के हिस्से के रूप में एमआईटी के प्लाज्मा साइंस एंड फ्यूजन सेंटर (पीएसएफसी) और चार सहयोगी संस्थानों के शोधकर्ताओं के नेतृत्व में एक परियोजना के लिए नई फंडिंग की घोषणा की।
एमआईटी की क्रिस्टीना री और उनके सह-शोधकर्ताओं द्वारा किए जा रहे नए काम का उद्देश्य संलयन विज्ञान में प्रगति में तेजी लाना और संलयन ऊर्जा को जल्द से जल्द वास्तविकता बनाना है। छवि स्रोत: अनाकोवा/यू.एस. फ्यूजन आउटरीच विभाग
जैसे-जैसे जलवायु परिवर्तन के प्रभाव बढ़ते जा रहे हैं, वैसे-वैसे स्वच्छ ऊर्जा स्रोत के रूप में परमाणु संलयन की क्षमता में रुचि भी बढ़ती जा रही है। हालाँकि 1930 के दशक से प्रयोगशालाओं में संलयन प्रतिक्रियाओं का अध्ययन किया गया है, ऐसे कई महत्वपूर्ण प्रश्न हैं जिनका उत्तर वैज्ञानिकों को संलयन विद्युत उत्पादन वास्तविकता बनने से पहले देना होगा, और समय सबसे महत्वपूर्ण है।
डेटा और कृत्रिम बुद्धिमत्ता के माध्यम से अनुसंधान क्षमताओं को बढ़ाएं
सेंटर फॉर प्लाज़्मा साइंस एंड फ्यूज़न में एक शोध वैज्ञानिक और समूह नेता क्रिस्टीना री, फ्यूज़न डेटा को एक ऐसे सिस्टम में एकीकृत करने के लिए एक नव वित्त पोषित तीन-वर्षीय सहयोगी परियोजना पर प्रमुख अन्वेषक के रूप में काम करेंगी, जिसे कृत्रिम बुद्धिमत्ता उपकरणों द्वारा पढ़ा जा सकता है। पीएसएफसी, विलियम एंड मैरी कॉलेज, विस्कॉन्सिन-मैडिसन विश्वविद्यालय, ऑबर्न विश्वविद्यालय और गैर-लाभकारी एचडीएफ समूह के वैज्ञानिकों के साथ, एक समग्र एकत्रित डेटा प्लेटफ़ॉर्म बनाने की योजना बना रहा है, जिसके तत्व शोधकर्ताओं, विशेष रूप से कम प्रतिनिधित्व वाले छात्रों तक अभूतपूर्व पहुंच प्रदान कर सकते हैं। परियोजना का उद्देश्य समूह के सह-जांचकर्ताओं, जिनमें से पांच में से चार महिलाएं हैं, के नेतृत्व में एक आउटरीच कार्यक्रम के माध्यम से शिक्षा और कार्यबल में विविध समूहों को अभिसरण और डेटा विज्ञान में शामिल होने के लिए प्रोत्साहित करना है।
क्रिस्टीना री (दाएं) अमेरिकी ऊर्जा विभाग द्वारा वित्त पोषित एक नई परियोजना की प्रमुख अन्वेषक हैं, जो कृत्रिम बुद्धिमत्ता की शक्ति का उपयोग करने के लिए अल्काटेल के सी-मॉड टोकामक (पृष्ठभूमि) जैसे फ्यूजन उपकरणों से डेटा को आधुनिक बनाने की कोशिश करेगी। अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी के भौतिकी विभाग के प्रमुख डैनस रिडिकास ने रिया के प्रस्ताव के समर्थन में एक पत्र लिखा। फोटो क्रेडिट: अर्लमार्मर
डीओई पुरस्कार, 19 एजेंसियों में सात परियोजनाओं के लिए 29 मिलियन डॉलर के फंडिंग पैकेज का हिस्सा है, जो पीएसएफसी के अल्केटर सी-मॉड, डोनट के आकार का "टोकामक" जैसे फ्यूजन उपकरणों द्वारा उत्पन्न डेटा के समूह के वितरण का समर्थन करेगा, जो फ्यूजन प्रतिक्रियाओं को नियंत्रित और सीमित करने के लिए शक्तिशाली मैग्नेट का उपयोग करता है। अल्काटर सी-मॉड 1991 से 2016 तक चला, और इसके डेटा का अभी भी अध्ययन किया जा रहा है, ज्ञान के मुक्त आदान-प्रदान के लिए पीएसएफसी की प्रतिबद्धता के लिए धन्यवाद।
डेटा अधिग्रहण चुनौतियों का समाधान करना
वर्तमान में, लगभग 50 सार्वजनिक चुंबकीय कारावास संलयन प्रयोगात्मक उपकरण हैं; हालाँकि, इन उपकरणों से ऐतिहासिक और वर्तमान डेटा प्राप्त करना कठिन है। कुछ फ़्यूज़न डेटाबेस को एक हस्ताक्षरित उपयोगकर्ता अनुबंध की आवश्यकता होती है, और सभी डेटा को उसी तरह से सूचीबद्ध और व्यवस्थित नहीं किया जाता है। इसके अलावा, डेटा का विश्लेषण करने और समय लेने वाली डेटा पुनर्गठन के बिना वैज्ञानिक खोजों को प्राप्त करने के लिए मशीन लर्निंग (एक प्रकार का कृत्रिम बुद्धिमत्ता उपकरण) का उपयोग करना मुश्किल है। परिणामस्वरूप, कम वैज्ञानिक अभिसरण अनुसंधान पर काम कर रहे हैं, खोज में बाधाएं बढ़ गई हैं, और प्रगति में तेजी लाने के लिए एआई का उपयोग करने में बाधाओं का सामना करना पड़ रहा है।
परियोजना का प्रस्तावित डेटा प्लेटफ़ॉर्म एफएआईआर (खोजने योग्य, इंटरऑपरेबल, एक्सेसिबल, पुन: प्रयोज्य) और यूनेस्को के ओपन साइंस (ओएस) सिफारिशों के माध्यम से विज्ञान में अधिक पारदर्शिता और समावेशिता के लिए तकनीकी बाधाओं को संबोधित करता है; जैसा कि शिक्षा मंत्रालय की आवश्यकता है, शोधकर्ताओं द्वारा सभी डिलिवरेबल्स एफएआईआर और ओएस सिद्धांतों का पालन करेंगे।
प्लेटफ़ॉर्म का डेटाबेस एमडीएसप्लसएमएल का उपयोग करके बनाया जाएगा, जो 1980 के दशक में पीएसएफसी शोधकर्ताओं द्वारा एल्केटर सी-मॉड से प्रयोगात्मक परिणामों को सूचीबद्ध करने के लिए विकसित एमडीएसप्लस ओपन सोर्स सॉफ़्टवेयर का एक उन्नत संस्करण है। आज, लगभग 40 फ़्यूज़न अनुसंधान संस्थान बाहरी दुनिया को फ़्यूज़न डेटा संग्रहीत करने और प्रदान करने के लिए एमडीएसप्लस का उपयोग करते हैं। एमडीएसप्लसएमएल की रिलीज का उद्देश्य खुले सहयोग की इस परंपरा को जारी रखना है।
संलयन अनुसंधान में विविधता और समावेशन को बढ़ावा देना
शोधकर्ताओं का इरादा शोध में भाग लेने वाली महिलाओं और कम प्रतिनिधित्व वाले समूहों की बाधाओं को दूर करने का है, न केवल फ़्यूज़न डेटा तक सामान्य पहुंच में सुधार करके, बल्कि एक सब्सिडी वाले ग्रीष्मकालीन स्कूल के माध्यम से भी जो अगले तीन वर्षों में विलियम एंड मैरी में आयोजित किया जाएगा और फ़्यूज़न और मशीन लर्निंग के चौराहे पर विषयों पर ध्यान केंद्रित किया जाएगा।
अपने शोध के महत्व के बारे में, रिया ने कहा: "यह परियोजना संलयन क्षेत्र में एक आवश्यकता को पूरा करने और हमारी सफलता की नींव रखने के बारे में है। संलयन क्षेत्र में वैज्ञानिक प्रगति बहु-विषयक सहयोग और क्रॉस-निषेचन के माध्यम से प्राप्त की जाती है, इसलिए पहुंच एक परम आवश्यकता है। मुझे लगता है कि हम सभी अब समझते हैं कि विविध समुदायों के पास अधिक विविध विचार हैं, और वे समस्याओं को तेजी से हल करने में सक्षम हैं।"
सहयोगी परियोजना का कार्य अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी के "फ्यूजन आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस" समन्वित अनुसंधान कार्यक्रम (सीआरपी) द्वारा पहचाने गए महत्वपूर्ण अनुसंधान क्षेत्रों के अनुरूप भी है। री को अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी के सीआरपी के लिए तकनीकी समन्वयक के रूप में चुना गया था, जो परमाणु संलयन अनुसंधान और विकास में तेजी लाने के लिए सामुदायिक भागीदारी और ज्ञान अधिग्रहण पर जोर देती है। टीम के प्रस्तावित प्रोजेक्ट का समर्थन करते हुए एक पत्र में, आईएईए ने कहा: "[शोधकर्ता] जो काम करेंगे... उससे न केवल हमारे सीआरपी को, बल्कि पूरे अंतरराष्ट्रीय फ्यूजन समुदाय को भी फायदा होगा।"
पीएसएफसी के निदेशक और हिताची अमेरिका में इंजीनियरिंग के प्रोफेसर डेनिस व्हाईट ने कहा, "मुझे यह देखकर खुशी हो रही है कि पीएसएफसी और हमारे सहयोगी हमारे प्रयोगों से महत्वपूर्ण डेटा के निष्कर्षण को प्रोत्साहित और सक्षम करते हुए नए कृत्रिम बुद्धिमत्ता उपकरणों को लागू करने में सबसे आगे हैं।"
रिया ने कहा, "इस तरह के एक महत्वपूर्ण प्रोजेक्ट का नेतृत्व करने का अवसर मिलना गहन है, और मुझे यह प्रदर्शित करने की जिम्मेदारी महसूस होती है कि महिलाएं एसटीईएम क्षेत्रों में अग्रणी हैं।" "हमारे पास ऐसे लोगों की एक अविश्वसनीय टीम है जो हमारे संलयन पारिस्थितिकी तंत्र को बेहतर बनाने और संलयन ऊर्जा की प्राप्ति में योगदान करने के लिए गहराई से प्रेरित हैं।"