人工智能將改變核科學與技術的7 種方式

過去10 年，人工智能發(fā)展迅速，日益成熟，能解決的問題越來越復雜。制造、運輸、金融、教育和醫(yī)療保健等不同部門都在部署人工智能。同樣，人工智能也可能推動核應用、科學與技術發(fā)展。在核領域利用人工智能可以積極促進應對從糧食安全到氣候變化等一系列當前最為緊迫的挑戰(zhàn)。

人工智能已經并將繼續(xù)以某些方式促進核技術的和平應用。國際原子能機構（IAEA）的新出版物《人工智能促進核應用、科學和技術加速發(fā)展》對這些進行了更詳細的討論。

（1）人體健康。人工智能有助于抗擊疾病，現(xiàn)已用于支持癌癥診斷和治療，通過改進圖像解釋和精確描繪腫瘤輪廓，制訂更準確的治療計劃和實現(xiàn)適應性放射治療，即根據(jù)個體患者解剖學特征而量身定制的一種治療過程。IAEA 最近在該領域啟動了一個協(xié)調研究項目。 人工智能還將在IAEA 的人畜共患疾病綜合行動倡議中發(fā)揮重要作用，幫助專家更好地了解人畜共患疾病對人體健康的影響，預測、評估和遏制此類疾病未來暴發(fā)。

（2）糧食和農業(yè)。人工智能工具與核技術相結合，有助于使糧食系統(tǒng)更可持續(xù)，更能適應氣候變化，同時還可以解決糧食不安全和營養(yǎng)不良問題。專家們部署人工智能來處理和分析數(shù)據(jù)，以提高作物產量，估計土壤濕度，治理受放射性污染的土地，偵查和預測食品欺詐事件，并改進灌溉方式。

（3）水和環(huán)境。同位素方法讓專家們能夠研究和跟蹤水在水文循環(huán)的不同階段如何遷移以及在循環(huán)中因氣候變化而發(fā)生了哪些變化。專家們已應用基于人工智能的方案來快速分析存儲在IAEA 和世界氣象組織維護的全球降水同位素網等全球儲存庫中的大量水相關同位素數(shù)據(jù)。利用人工智能促進對這些數(shù)據(jù)的有效和高效分析，有助于科學工作者了解氣候變化及其對全球水資源可用性的影響。

（4）核科學與聚變研究。人工智能在核科學中發(fā)揮著越來越重要的作用。人工智能用于數(shù)據(jù)分析、理論建模和實驗設計，有助于加速例如 核數(shù)據(jù)和原子數(shù)據(jù)評價和匯編等領域的基礎研究，并推進技術創(chuàng)新。得益于人工智能應用的一個特殊領域是聚變研究。憑借其解決大型復雜問題的能力，人工智能可以通過建模和模擬助力實驗和科學發(fā)現(xiàn)。一個為期5 年的新的IAEA 協(xié)調研究項目涵蓋了人工智能的這些應用，旨在加速聚變研究與發(fā)展。

（5）核電。核電是一種可靠的低碳能源，人工智能的應用對其大大有益。通過將真正核設施的數(shù)字模擬與人工智能系統(tǒng)相結合，核工業(yè)可以對復雜的程序進行優(yōu)化，改進反應堆的設計、性能和安全。這種優(yōu)化可以提高營運效率，降低維護成本。機器學習是人工智能通過分析大量數(shù)據(jù)進行學習的過程，有助于實現(xiàn)任務自動化，從而提高可靠性并避免錯誤。此外，人工智能具有相當大的分析和預測潛力，可以幫助監(jiān)測電廠流程和探測異常情況。

（6）核安保和輻射防護。隨著越來越多的國家選擇將核技術用于和平目的并實施了核電計劃，IAEA 不斷努力確保保護人類和環(huán)境免受電離輻射的潛在有害影響。人工智能可通過多種方式促進核安保和核安全：用于處理輻射探測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，以加強對核材料和其他放射性物質的探測和識別;用于分析實物保護系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，以改進對入侵者的探測;還有助于發(fā)現(xiàn)可表明核設施遭網絡攻擊的異常情況。此外，在輻射防護領域，將人工智能納入安全標準相關軟件中，可以加強對醫(yī)療、建筑、采礦、航運、農業(yè)和核電領域數(shù)百萬受職業(yè)照射工作人員的保護。

（7）核保障。保障是IAEA 借以提供有關各國在履行其法定義務、將核材料僅用于和平目的的可信保證的技術核查措施。IAEA 對各國已申報的核材料和核相關活動進行評定，致力于通過視察核設施和核場址等措施來核實不存在未申報的核材料和核活動。保障有賴于通過諸如衛(wèi)星圖像、環(huán)境采樣、γ 射線光譜學和視頻監(jiān)視等各種手段獲得的大量數(shù)據(jù)。人工智能可有助于核視察員和保障分析員分析這些數(shù)據(jù)。機器學習方法已用于探測大型數(shù)據(jù)集中的異常值，并協(xié)助驗證乏燃料和分析監(jiān)視記錄。預計人工智能將通過減少視察員執(zhí)行的重復性任務數(shù)量，進一步提高保障實施效率。

展望未來，IAEA 將為專業(yè)人員提供跨學科論壇，以討論和促進核應用、科學和技術領域應用人工智能方面的協(xié)作，并致力于通過其人工智能用于原子能平臺共享知識并建立伙伴關系。作為該倡議的一部分，IAEA 與國際電信聯(lián)盟、聯(lián)合國人工智能機構間工作組和近40 個其他聯(lián)合國組織合作，為利用人工智能加速可持續(xù)發(fā)展提供堅實基礎。

（來源：IAEA 網站）