Германская компания Proxima Fusion представила новый эталон проектирования катушек для стелларатора

Недавно германская компания по разработке стеллараторных установок Proxima Fusion официально выпустила открытый набор данных и эталон для машинного обучения под названием CoilStellaration. Данный результат успешно преобразует сложную недоопределённую обратную задачу стелларатора — восстановление катушек по целевому магнитному полю — в открытую, сопоставимую задачу генерации на основе данных, что знаменует собой ключевой шаг стелларатора к коммерциализации и инженерно-реализуемому проектированию.

Для перехода стелларатора к коммерческому термоядерному синтезу, помимо решения задачи оптимизации формы плазмы, необходимо преодолеть проблему практического проектирования катушек, создающих удерживающее магнитное поле. Поскольку восстановление катушек по целевому магнитному полю является классической недоопределённой обратной задачей, бесконечное множество геометрических форм катушек может создавать одинаковое магнитное поле. Для этого выпущенный Proxima Fusion CoilStellaration содержит 177 341 группу оптимизированных комплектов катушек стелларатора (всего 266 549 образцов), охватывающих репрезентативные условия от малых экспериментальных установок до машин реакторного масштаба, и образует преемственную связь с ранее совместно разработанным ConStellaration, полностью замыкая цепочку от формы плазмы до практической инженерной реализации катушек.

В части технической реализации и системы оценки данный набор данных генерируется посредством двухэтапного процесса «быстрый горячий запуск REGCOIL + формальная оптимизация DESC», одновременно балансируя жёсткие инженерные ограничения, такие как точность магнитного поля, общая длина катушек, расстояние между катушками, расстояние от катушек до плазмы и максимальная кривизна. Его основная эталонная задача требует, чтобы модель машинного обучения предсказывала полный комплект катушек за один прямой проход, без необходимости полагаться на дорогостоящие циклы оптимизации на этапе вывода. Опубликованные на данный момент результаты эталонных испытаний показывают, что данная задача является весьма сложной и далека от насыщения, предоставляя исследователям по всему миру единую площадку для оценки производительности.

Эксперты отрасли отмечают, что создание этого открытого эталона имеет глубокое отраслевое значение: он не только сжимает традиционный многосуточный поиск проектирования катушек до часового уровня, предоставляя качественную отправную точку «горячего запуска» для последующей оптимизации, но и значительно снижает порог участия сообщества машинного обучения в инженерном проектировании термоядерных установок. Благодаря глубокой интеграции передовых технологий ИИ с экосистемой открытых инструментов для стеллараторов, таких как DESC и SIMSOPT, CoilStellaration формирует прочную проектную инфраструктуру для создаваемых во всём мире экономически целесообразных стеллараторных термоядерных электростанций.