近日,由上海科学智能研究院(上智院)与复旦大学主办的第四届世界科学智能大赛总决赛及颁奖典礼在上海举行。新奥能源研究院作为核心协办单位,由新奥聚变智能团队深度参与赛事建设,独家赋能可控核聚变专属赛道——“可控核聚变等离子体位形控制”。

赛道并非传统AI算法比赛的“离线数据集刷榜”,而是把竞赛直接建在新奥玄龙-50U装置的高保真仿真环境之上:选手需训练人工智能控制器,在1kHz控制频率下输出12维极向场线圈电压指令,实时调控等离子体电流、位置与形状等数十个指标。

赛题奖金池达20万元,共吸引全球1148支队伍报名,成为本届大赛最贴近工业科研标准的算法赛道之一。参赛阵容覆盖清华大学、北京大学、浙江大学、上海交大等高校,上海创智学院、中关村学院等研究型机构,中核集团、国家电投集团等国企研究院所,也包括百度、深势科技等AI科技公司的产业力量,同时吸引了新加坡科技研究局、法国国立应用科学大学等国外机构,赛道集结大批人工智能、算法工程、数理建模领域的跨界参赛人才,充分凸显本次赛事AI跨界赋能聚变的核心特色。
为什么难:亚毫秒级、高维非线性的“真控制”问题
实现可控核聚变的核心挑战之一,是对高温等离子体位形的精准控制。自DeepMind将深度强化学习成功应用于托卡马克等离子体磁控制并发表于Nature以来,“AI控聚变”迅速成为国际前沿。本赛题顺应这一趋势,把赛场落到球形环参数国际领先的玄龙-50U装置上。
新奥聚变智能团队此前已在该平台发展了一系列的人工智能模拟、诊断以及控制方法,验证基于强化学习的实时位形控制能力,半年累计在等离子体电流400-600kA下完成120余次的成功控制接管,位形精度2cm,电流精度10kA左右,为赛事提供了可复用可迁移的算法与工程底座。
赛题怎么设:从“稳住”到“切换先进偏滤器位形”
初赛要求在500 ms演化窗口内,针对限制器与偏滤器两类位形,完成维持平衡、变电流跟踪,以及偏滤器位形下的变位置跟踪;评测同时考核电流、位置与形状误差,并引入等离子体存活因子——一旦发生破裂,得分将显著折损。
复赛进一步抬高工程真实性:控制器不仅要“稳住”,还要驱动等离子体在限制器、偏滤器与XPT先进偏滤器位形之间切换。XPT通过在主X点附近构造次级X点,把集中热流分散到更多打击点,是应对未来聚变堆极端热负荷的关键技术路线;玄龙-50U已在实验上初步实现该构型。复赛还引入电源时延、增益偏差与零点偏置等执行器不确定性,并设置线圈电流硬约束。决赛阶段更要求单控制周期推理耗时进入毫秒级,以匹配真实等离子体控制频率。
从仿真到实机:赛场不是终点
仿真环境下的算法竞技只是起点。真正的挑战,在于把人工智能控制推进到聚变装置的常态化运行,并经受极致工程稳定性的考验——这正是下一阶段需要攻克的核心命题。
新奥聚变将为赛道优质创新成果提供玄龙-50U 实机测试机会;后续还将长期向选手开放高保真仿真平台——既提供贴近真实装置的物理场景,也要求方案在接近工业科研标准的条件下完成训练与部署。该平台的真实性与专业性获得参赛选手和行业专家高度认可;多位从业者呼吁,大赛应进一步建设长效研发测试阵地,持续迭代算法与技术榜单。
