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仿佛呼應(yīng)著龍年“一飛沖天”的氣勢，不過幾個(gè)月的時(shí)間，人工智能浪潮席卷而來，四川省委、省政府把人工智能作為今年全省1號(hào)創(chuàng)新工程，給予超常規(guī)最大力度精準(zhǔn)支持。這是一項(xiàng)前瞻性科學(xué)，需要更準(zhǔn)確更快速把握發(fā)展時(shí)機(jī)。為此，中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院提前進(jìn)入賽道。在今年年初，由核動(dòng)力院設(shè)計(jì)所牽頭，聯(lián)合電子科技大學(xué)、北京神舟軟件技術(shù)股份有限公司組成的開發(fā)團(tuán)隊(duì)，成功揭榜2023年四川省科技計(jì)劃揭榜掛帥項(xiàng)目“工業(yè)軟件智能數(shù)值求解器及其工業(yè)示范應(yīng)用”；3月，由核動(dòng)力院副院長閆曉負(fù)責(zé)的相關(guān)項(xiàng)目作為四川省科學(xué)技術(shù)廳2024年人工智能領(lǐng)域首批項(xiàng)目順利通過公示；4月11日，四川省人工智能學(xué)院揭開面紗，核動(dòng)力院深度參與四川省以政校企院共建模式組建的“省隊(duì)”。2024年，百年未有之大變局將繼續(xù)加速演進(jìn)，創(chuàng)新成為制勝的決定性“變量”，核動(dòng)力院將目光鎖定人工智能在核能領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展，踏上一條“少有人走的路”，尋求高質(zhì)量發(fā)展新動(dòng)能。

起點(diǎn)，早就有跡可循

其實(shí)早在2012年，核動(dòng)力院反應(yīng)堆故障診斷學(xué)科帶頭人劉才學(xué)就察覺到，在核電站的故障診斷領(lǐng)域，光靠人力是不夠用的。“那時(shí)候我們服務(wù)的機(jī)組超過20臺(tái)，分散在各地，如果每一個(gè)機(jī)組都派專人去做故障診斷，無論是時(shí)間、精力，都是巨大的成本”，為此，劉才學(xué)和他的團(tuán)隊(duì)開始著手開發(fā)核電站松動(dòng)振動(dòng)遠(yuǎn)程智能診斷軟件。這是核動(dòng)力院最早與人工智能這個(gè)概念的“親密接觸”。時(shí)間來到2015年，國務(wù)院印發(fā)了《中國制造2025》。這是我國實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略第一個(gè)十年的行動(dòng)綱領(lǐng)，其明確了9項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)和重點(diǎn)。這些戰(zhàn)略任務(wù)，都離不開人工智能的參與，都與人工智能的發(fā)展密切相關(guān)。

一個(gè)不容忽視的事實(shí)——人工智能是智能制造不可或缺的核心技術(shù)，也是未來核動(dòng)力技術(shù)發(fā)展繞不開的路徑。一方面，在原有的故障遠(yuǎn)程診斷軟件基礎(chǔ)上，依托四川省智能制造新模式應(yīng)用項(xiàng)目，劉才學(xué)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開始向硬件平臺(tái)攻關(guān)，另一方面，“十三五”期間，科技部發(fā)布核領(lǐng)域智能機(jī)器人的重大研發(fā)項(xiàng)目計(jì)劃，中核集團(tuán)科技帶頭人、核動(dòng)力院核工業(yè)人工智能前沿科技創(chuàng)新工作室負(fù)責(zé)人劉東受命組團(tuán)，與十余家科研機(jī)構(gòu)和高校同臺(tái)競技，雖與項(xiàng)目擦肩而過，但也并非一無所獲。

一顆人工智能的種子埋在了核動(dòng)力院的土地上。該院在研發(fā)我國自主核電軟件包和核動(dòng)力工程相關(guān)軟件的過程中發(fā)現(xiàn)了很多問題。比如用傳統(tǒng)方法做實(shí)驗(yàn)，當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論結(jié)果有5%的誤差時(shí)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告就只會(huì)詳實(shí)記錄這5%的誤差，無法再進(jìn)一步做修正。“能夠不斷去修正誤差，我們把這個(gè)能力叫做‘?dāng)?shù)據(jù)同化’，這也是人工智能的天生優(yōu)勢”，劉東解釋道，人工智能的學(xué)習(xí)速度和計(jì)算速度，是靠堆砌人力遠(yuǎn)不能及的。國家在引導(dǎo)，現(xiàn)實(shí)有需求，人工智能之于核，正是大勢所趨。

突破！突破！

2016年，谷歌研發(fā)的人工智能AlphaGo對(duì)戰(zhàn)世界圍棋冠軍李世石，以4:1的“碾壓之勢”取勝，一時(shí)之間轟動(dòng)了學(xué)界，該院也將人工智能的應(yīng)用提上日程。核動(dòng)力院從各個(gè)研究所抽調(diào)人手組建團(tuán)隊(duì)，用時(shí)六個(gè)月選定了核動(dòng)力院在人工智能領(lǐng)域發(fā)展的三個(gè)大方向：智能計(jì)算、智能識(shí)別、智能控制。這是關(guān)鍵的第一步，一幅波瀾壯闊的人工智能圖景在核動(dòng)力院人眼前緩緩展開。只是，機(jī)會(huì)與困難相伴相倚。在“人工智能與核相結(jié)合”的這片知識(shí)海洋里，還未曾有人深度探索過。想要做浪里弄潮兒，就有被“沖走”的可能。

2020年，時(shí)值核動(dòng)力院大興“人才創(chuàng)新”之策，劉東爭取到了院所的配套政策和資金支持，成立了“核工業(yè)人工智能前沿科技創(chuàng)新工作室”，組建AIDING團(tuán)隊(duì)，在核工業(yè)軟件、人工智能、高性能計(jì)算、數(shù)字仿真等交叉學(xué)科領(lǐng)域進(jìn)行前沿創(chuàng)新科技攻關(guān)。很快，工作室就有了實(shí)打?qū)嵉耐黄啤斯ぶ悄芊椒ㄇ蠼夥磻?yīng)堆物理方程。這個(gè)“突破”包含了中子輸運(yùn)方程與擴(kuò)散方程。如果我們把反應(yīng)堆堆芯想象成一張照片，傳統(tǒng)的求解方法只能把照片的分辨率調(diào)整到“高清”，再想放大看細(xì)節(jié)，就只能變成模糊的像素點(diǎn)。核動(dòng)力院率先求解了多維擴(kuò)散方程和非臨界系統(tǒng)輸運(yùn)方程，在人工智能的加持下，使得這張照片獲得了“無限像素”。可以被放大到任何精度，也就是說，相關(guān)人員可以對(duì)堆芯情況進(jìn)行更加精準(zhǔn)的刻畫，對(duì)未來了解復(fù)雜堆芯數(shù)據(jù)有了莫大的幫助。

核動(dòng)力院不僅讓人工智能在基礎(chǔ)運(yùn)算方面一展所長，很快，它也被應(yīng)用在更多項(xiàng)目實(shí)踐中，控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)故障診斷與壽命預(yù)測就是其中之一。控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是直接影響核反應(yīng)堆正常運(yùn)行和安全可靠的關(guān)鍵設(shè)備之一，傳統(tǒng)故障診斷與壽命預(yù)測的方法只能基于已有數(shù)據(jù)，精度有限，而人工智能的加入，讓檢測實(shí)現(xiàn)了“自適應(yīng)”，通過對(duì)以往數(shù)據(jù)的不斷學(xué)習(xí)，即使傳感器出現(xiàn)了從未有過的信號(hào)，也能第一時(shí)間做出分析和判斷。“如果說做運(yùn)算是核電站的‘售前’，故障診斷就是‘售后’”，劉才學(xué)說，人工智能的加入，讓核動(dòng)力院的“售前”與“售后”都登上了新的臺(tái)階。

走出核動(dòng)力院，未來可期

2023年，隨著人工智能的進(jìn)一步興起，核動(dòng)力院通過基礎(chǔ)科研穩(wěn)定支持項(xiàng)目再度投入500萬元資金。“如饑似渴、雪中送炭”，劉東用了這兩個(gè)詞來形容當(dāng)時(shí)的心情。自此，核動(dòng)力院的人工智能研究從原來的物理領(lǐng)域拓展到了熱工領(lǐng)域、數(shù)據(jù)同化等方向。打好了這些基礎(chǔ)，人工智能技術(shù)可以輻射整個(gè)核動(dòng)力院20多個(gè)專業(yè)。

不僅在院內(nèi)如火如荼，核動(dòng)力院還將這股人工智能熱浪席卷全川。AI FOR SCIENCE是世界前沿科學(xué)，在世界范圍內(nèi)可供搜索的公開文獻(xiàn)中，關(guān)于人工智能求解輸運(yùn)方程的研究少之又少。如果這是一場長跑，核動(dòng)力院擁有了起碼一個(gè)身位的領(lǐng)先。人工智能之勢浩浩湯湯，核動(dòng)力院看到了，四川省更看到了，與之相關(guān)的揭榜掛帥項(xiàng)目應(yīng)運(yùn)而生。憑借著技術(shù)上的領(lǐng)先，劉東帶領(lǐng)的AIDING團(tuán)隊(duì)在一眾競爭對(duì)手中脫穎而出，以第一名的成績揭榜。在這個(gè)項(xiàng)目中，將依托人工智能技術(shù)，解出7類共性方程和4類核領(lǐng)域相關(guān)方程。這也意味著，核動(dòng)力院的研究成果不僅對(duì)自己的工作有所增益，在不久的將來還將反哺整個(gè)四川、全國，乃至世界的科學(xué)界。

核動(dòng)力院在人工智能與核工業(yè)相結(jié)合的未來之路上打算怎么走，“中核集團(tuán)核能軟件與數(shù)字化反應(yīng)堆工程技術(shù)研究中心”這塊牌子或許已提供了答案。作為授牌的研究中心，核動(dòng)力院正潛心智能科學(xué)計(jì)算與數(shù)據(jù)建模系統(tǒng)，推動(dòng)核動(dòng)力數(shù)字計(jì)算和軟件實(shí)現(xiàn)代際更迭。人工智能與核結(jié)合，其時(shí)已至、其勢已成，核動(dòng)力院將順勢而為，乘勢而上，助力中國核動(dòng)力事業(yè)“第四次創(chuàng)業(yè)”，成為一個(gè)偉大時(shí)代的精彩注腳。