9 января 2026 года — в окрестностях Беркли, Калифорния, система искусственного интеллекта помогает проводить ответственные физические эксперименты на ускорителе частиц Advanced Light Source (ALS).
Исследователи из Лоуренс Беркли Национальной лаборатории внедрили систему под названием Accelerator Assistant, управляемую большими языковыми моделями, чтобы поддерживать работу рентгеновских исследований.
Система работает на графическом процессоре NVIDIA H100 с ускорением через CUDA и использует внешние моделейные интерфейсы, такие как Gemini, Claude и ChatGPT. Accelerator Assistant генерирует и исполняет код на Python и может действовать автономно или совместно с оператором.
Ускоритель ALS направляет электроны, движущиеся со скоростью, близкой к скорости света, по круговой траектории длиной около 200 ярдов (≈183 м), создавая ультрафиолетовое и рентгеновское излучение. Лучи распределяются по 40 пучковым линиям и обеспечивают примерно 1 700 научных экспериментов в год во многих областях науки.
Перебои в работе пучков могут длиться от минут до суток и более, в зависимости от сложности неисправности, и останавливают сопровождающие эксперименты. Система управления ускорителем содержит более 230 000 переменных процесса, что усложняет обнаружение и устранение сбоев.
По словам Торстена Хеллерта, сотрудника отдела технологий ускорителей и прикладной физики Bеркли, высокая доступность установки критична: в случае простоя 40 пучковых линий остаются в ожидании. Хеллерт также является ведущим автором исследовательской работы по этой разработке.
Раньше персоналу приходилось быстро определять проблемные зоны, извлекать данные и собирать нужных специалистов под жёстким временным давлением, чтобы вернуть систему в работу.
Авторы отмечают, что предложенный подход даёт модель применения LLM-систем в контроле над ускорителями, исследовательскими и энергетическими установками с соблюдением требований безопасности и прозрачности.
В демонстрации Accelerator Assistant показал способность самостоятельно подготовить и провести многоступенчатый физический эксперимент, сокращая время настройки и сопутствующие усилия примерно в 100 раз.
Операторы взаимодействуют с системой через командную строку или веб-интерфейс Open WebUI, доступный из пультов управления и удалённо. В основе решения лежит фреймворк Osprey, разработанный в лаборатории Bеркли для безопасного применения агентных ИИ в сложных системах управления.
Каждый пользователь проходит аутентификацию, а платформа сохраняет персонализированный контекст и память между сессиями; одновременно можно вести несколько независимых потоков задач. Система получает доступ к базе данных переменных процесса, архиву исторических данных и средам исполнения на базе Jupyter Notebook.
Разработчики «инженерируют» контекст для каждого вызова языковой модели, включая накопленные сведения о текущем выполнении операций, чтобы повысить точность и релевантность ответов.
Выводы моделей можно выполнять локально — с помощью Ollama на узле с H100 внутри сети пульта управления — либо через шлюз CBorg, который перенаправляет запросы к внешним сервисам. Такая гибридная архитектура сочетает защищённую работу на месте с доступом к современным базовым моделям.
Интеграция с распределённой системой управления EPICS обеспечивает стандартные меры безопасности при прямом взаимодействии с аппаратурой ускорителя. Инженеры могут писать и запускать Python-скрипты в Jupyter для связи с системой управления.
Ввод на естественном языке преобразуется в чёткое описание задач без избыточности, а внешние источники знаний — персональная память пользователей, документация и базы данных ускорителя — используются для уточнения терминологии и контекста.
Хеллерт отмечает, что значительная часть экспертизы сосредоточена в разных командах, поэтому даже поиск простых данных, например адреса температурного датчика в конкретной части установки, раньше мог занимать много времени.
Инженеры могут начать работу с простого запроса о желаемой задаче; система опирается на подготовленные примеры и ключевые слова из операционной практики ускорителя. Каждый агент в системе специализирован на своей области и способен автоматически формировать и выполнять Python-скрипты для анализа данных, визуализации результатов или безопасного взаимодействия с оборудованием.
По оценке авторов, такой подход позволяет экономить значительное время: в статье говорится о сокращении работы примерно на два порядка величины по сравнению с традиционными процедурами.
В планах — создание вики для документирования процессов, которые поддерживают эксперименты, чтобы обеспечить автономную работу агентов при обязательном участии человека для одобрения ключевых действий. Для дорогостоящих и критичных приборов человеческий контроль остаётся важным элементом.
Работа уже распространяется за пределы ALS в рамках миссии Genesys Министерства энергетики США: фреймворк развёртывают на других американских ускорителях. Начаты сотрудничества с инженерами термоядерного реактора ITER во Франции и с коллективом Очень Большого Телескопа (ELT) в северном Чили.
Помимо оптимизации работы установки, деятельность ALS способствует научным прорывам с глобальным значением. Стабильные рентгеновские лучи используются в исследованиях для медицины, климатических задач и планетарной науки.
Во время пандемии сотрудники ALS содействовали характеристике редкого антитела, способного нейтрализовать SARS-CoV-2; структурные исследования на одном из пучков показали, как фрагменты антитела связываются со спайк-белком вируса, что поддержало разработку эффективных терапевтических средств.
Научные исследования по металл-органическим каркасам (MOF), выполненные на нескольких пучках ALS, способствовали разработкам в области сбора воды и улавливания углекислого газа. Эти работы стали основой, отмеченной Нобелевской премией по химии 2025 года за вклад в устойчивые технологии.
В области планетарной науки измерения ALS образцов, доставленных миссией NASA OSIRIS-REx, помогли проследить химическую историю астероида Бенну. Рентгеновский анализ подтвердил, что подобные астероиды могли приносить на раннюю Землю воду и молекулярные предшественники жизни.
Комментариев