2022-12-21
Artificiell intelligens (AI) används i viss mån inom kärnkraften idag, oftast när gäller kringfunktioner som fingeravtrycksläsare och irisskannrar för inpasseringskontroll.
I oktober 2022 samlades beslutsfattare, myndigheter, ingenjörer, programmerare och ledare för att under tre intensiva dagar ta del av paneldiskussioner, presentationer och utställningar som berörde AI i nukleära tillämpningar, på konferensen EPRI AI i Rom.
Konferensen hade ett uttalat syfte att visa på möjligheterna med AI inom kärnkraft och sammanföra representanter för olika intressentgrupper. Genom transparens och genom att inkludera viktiga intressenter tidigt i processen ökar möjligheterna att få fram användbara och godkända AI-verktyg och funktioner.
Utvecklingen har gått från AI-hype till exponentiell AI-hype under de senaste åren. AI-baserade angreppssätt är på gång för att öka prestanda och konkurrenskraft för kraftverks- såväl som nätägaren, till exempel för upptäckt av anomalier.
EPRI:s (Electric Power Reserch Institute) omfattande agenda innehöll paneldiskussioner och presentationer och flera breakout-sessioner ledda av branschföreträdare, forskare och innovatörer. Sessionerna handlade bland annat om förbättrad situation för arbetskraften, minskade koldioxidutsläpp och tidsserieanalyser av utmaningar och lämpliga verktyg.
I en separat session gick EPRI och Eurelectric som utforskade utmaningar och möjligheter för att skala digitala innovationer i skärningspunkten mellan EU:s politik, marknader och kultur, och djupdykning i verktygs- och mjukvaruföretags praktiska erfarenheter av att skala digitala lösningar.
Många tillämpningar inom räckhåll
Under konferensen presenterade ett stort antal företag, startupföretag, universitet, forskningscentra och statliga organisationer intressanta tekniska lösningar, idéer och tankar om AI som berör energiindustrin. Energiområden som kraftnät, minskning av koldioxidutsläpp, vindkraft, solkraft och kärnkraft.
Molntjänster har varit, är och kommer att fortsätta att vara viktiga för utvecklingen av AI-funktioner, vilket naturligtvis än så länge är en begränsning för implementation inom kärnkraften. Vissa företag har hela sin organisation i molnet, då detta är ett effektivt sätt att distribuera AI-funktioner, programkoder och data. I framtiden kan man förvänta sig kraftiga ökningar inom områden för AI, molntjänster, IoT, kvantdatorer och edge computing.
Molntjänster är ännu inte helt accepterade inom kärnkraftsvärlden, men teknikområdet utvecklas kraftigt tillsammans med AI. Genom att blanda AI och hybridmoln ökar nätverkens motståndskraft, vilket leder till mer hållbara lösningar och till högre ställda utvecklingsmål beträffande till exempel tjänstesäkerhet.
Blockchain-tekniker, som relaterar till både edge och kvantdatorer, omnämndes också. Som sådan kan teknikområdet användas i logistiska sammanhang, till exempel för materialspårning inklusive radioaktivt material.
Samtliga AI-aktörer är ivriga i att få tillgång till mer data, då begränsade datamängder ofta leder till oprecisa resultat. Det är alltså viktigt att dela data, vilket för kärntekniska och andra skyddade verksamheter är problematiskt. Samtidigt behöver aktiviteter inom kärnkraftsvärlden genomföras försiktigt beträffande begränsade datamängder. Cybersäkerhet kommer att bli alltmer utmanande liksom frågetecken kring äganderätten av data.
Fler och fler organisationer genomför i detta sammanhang också så kallade digitala omställningar, dvs övergångar från analoga metoder till digitala, vilket är här för att stanna. Även om delar av kärnkraftsvärlden kan motsätta sig denna utveckling, behöver man ha den i åtanke då denna teknikomställning lockar många unga arbetstagare, vilket därmed medför konkurrens om dessa.
De möjliga tillämpningarna inom kärnkraftsområdet är oräkneliga, men i nuläget och inom en nära framtid lyftes följande tio områden fram under konferensen – områden där tekniken redan finns och skulle vara inom räckhåll att implementera:
- Inspektion och underhåll av kritisk energiinfrastruktur, till exempel kraftledningar
- Digitala tvillingar, som använder reella referensdata, kan upptäcka avvikelser från normaldriftfall i off-linemiljöer
- Automatisering av delar av kraftverksdrift
- Oförstörande provning för analys av videobaserade undersökningsmetoder av sprickor och defekter
- Avläsning av instrumentering i analoga kontrollrumspaneler med högupplösta kameror för att jämföra faktiska lägen med de driftinstruktioner som styr arbetsgången – med automatisk larmgivning vid konstaterade avvikelser om dessa driftinstruktioner är digitaliserade
- Förutsägande av fuktgenomslag
- Förutsägande av termobegränsningar
- Optimering av bränsleelement och härd
- Felsökning av kärnteknisk instrumentering
- Uppskattning av återstående användbar livslängd för LPRM-detektorer
Uppskattningar gör gällande att endast 0,05 % av data från ett kärnkraftverk för närvarande används för AI/ML-modeller. Möjligheterna för att finna applikationer för AI inom kärnkraft är därför mycket stora.
Det nordiska deltagandet i Rom var begränsat, men det pågår en viss aktivitet på området. En minimässa hölls om AI på Ringhals under december 2022.
Det är tydligt att användningen av drönare för bevakningsändamål och inspektioner av radioaktiva miljöer och distributionsledningar är högintressant. Därtill syns ett ökat intresse och en vilja för autonoma inspektioner till exempel med drönare, undervattens-ROV och Spot dogs för applikationer både i Sverige och internationellt. Man ser även hur användningen av VR-funktioner i utbildningsverksamheten gör sig mer och mer gällande. Bildigenkänning, både för mönster- och bokstavsigenkänning samt 3D-Scanning är tillämpningar som håller på att bli etablerade även inom kärnkraftsindustrin
Språkigenkänning och automatisk rapportgenerering
Stora språkmodeller, Natural Language Processing (NPL), tar gigantiska steg. Modellerna blir större, mer intelligenta och kommer närmast en artificiell allmän intelligens som vi kan se idag. Nvidia presenterade sin senaste och bästa modell hittills, NeMo Megatron, som kan användas med lokal installation. Denna programvara kan användas för att avsluta meningar och skriva fullständiga rapporter.
NLP är en metod som kan användas för att motivera en organisation att övergå från dokument- till dataorientering. I flertalet dokumenthanteringssystem hittar man idag AI-funktioner för att lättare hitta relationer mellan texter, dokument, objekt och liknande. Dokumentationen är viktig för kärnkraften, och det kanske mest intressanta teknikområdet för att introducera AI-funktioner.
Som exempel på användningen av AI i dokumentationssammanhang nämndes ett lyckat arbete där en tekniker ute i fält förde in inhämtat mätdata i en rapportmall, som AI-funktionen därefter färdigställde. Därmed har teknikern fått vara tekniker, även om denne tvingats godkänna det AI-funktionen författade.
I dag finns det möjligheter att automatiskt generera texter av olika slag även utan förberedda mallar. Det går i princip att ställa frågan ”Vad hände på EPRI AI Summit i Rom?” till en AI-funktion, varvid en text liknande den du nu läser skulle kunna produceras. Detta kommer att leda till att mängder med lättillgänglig desinformation uppstår, varvid det kommer att bli allt viktigare att kunna identifiera automatiska och faktisk författade texter i framtiden. En stor etisk fråga uppstår med andra ord parallellt med dessa verktyg, och det kan finnas fog för att ifrågasätta statusen för samhällets allmänna läs- och skrivfärdigheter.
Det visionära kontra det jordnära
Framåtblickandet vid sammankomster av detta slag är stundtals visionärt, men stort fokus låg också på konkreta frågor, till exempel hur hanterar vi data på bästa sätt, vem äger vilken data och hur skall data delas, var återkommande diskussionspunkter. Fler och fler datacentra kommer att uppstå som en följd av det accelererande datainhämtandet och i kommunikationen med dessa centraler kommer man att i allt högre utsträckning önska trådlösa överföringsmöjligheter. För att samla data på bästa sätt behöver man även bli bättre på att välja rätt verktyg, och verktygen själva behöver bli bättre.
Under konferenser av detta slag lyfts i en del presentationer även de etiska aspekter som följer med denna teknikutveckling. Under avslutningsanförandet i Rom nämndes till exempel att bara för att det går att använda AI betyder detta inte att AI måste användas.
Under konferenser av detta slag lyfts i en del presentationer även de etiska aspekter som följer med denna teknikutveckling. Under avslutningsanförandet i Rom nämndes till exempel att bara för att det går att använda AI betyder detta inte att AI måste användas.