Ilmuwan Membangun Kembar Digital di NVIDIA Omniverse untuk Mempercepat Riset Energi Bersih
totosgp

Ilmuwan Membangun Kembar Digital di NVIDIA Omniverse untuk Mempercepat Riset Energi Bersih

Saat perubahan iklim global semakin cepat, menemukan dan mengamankan energi bersih merupakan tantangan penting bagi banyak peneliti, organisasi, dan pemerintah.

Otoritas Energi Atom Inggris (UKAEA), melalui proyek evaluasi di University of Manchester, telah menguji platform simulasi NVIDIA Omniverse untuk mempercepat desain dan pengembangan pembangkit listrik fusi skala penuh yang dapat menempatkan daya bersih di grid di tahun-tahun yang akan datang.

Selama beberapa dekade terakhir, para ilmuwan telah bereksperimen dengan cara-cara untuk menciptakan energi fusi, yang menghasilkan nol karbon dan radioaktivitas rendah. Teknologi semacam itu dapat menyediakan energi bersih, aman, dan terjangkau yang hampir tak terbatas untuk memenuhi permintaan dunia yang terus meningkat.

Fusi adalah prinsip bahwa energi dapat dilepaskan dengan menggabungkan inti atom bersama-sama. Tetapi energi fusi belum berhasil ditingkatkan untuk produksi karena kebutuhan input energi yang tinggi dan perilaku reaksi fusi yang tidak dapat diprediksi.

Ilmuwan Membangun Kembar Digital di NVIDIA Omniverse untuk Mempercepat Riset Energi Bersih

Reaksi fusi menggerakkan matahari, di mana tekanan gravitasi yang sangat besar memungkinkan fusi terjadi secara alami pada suhu sekitar 27 juta derajat Fahrenheit. Tetapi Bumi tidak memiliki tekanan gravitasi yang sama dengan matahari, dan ini berarti bahwa suhu untuk menghasilkan fusi harus jauh lebih tinggi — di atas 180 juta derajat.

Untuk mereplikasi kekuatan matahari di Bumi, para peneliti dan insinyur menggunakan kemajuan terbaru dalam ilmu data dan komputasi skala ekstrim untuk mengembangkan desain pembangkit listrik fusi. Dengan NVIDIA Omniverse, para peneliti berpotensi membangun kembaran digital yang berfungsi penuh dari pembangkit listrik, membantu memastikan desain yang paling efisien dipilih untuk konstruksi.

Mempercepat Desain, Simulasi, dan Kolaborasi Waktu Nyata

Membangun kembaran digital yang secara akurat mewakili semua komponen pembangkit listrik, plasma, serta sistem kontrol dan pemeliharaan merupakan tantangan besar — ​​tantangan yang dapat sangat diuntungkan dari AI, komputasi GPU exascale, dan perangkat lunak simulasi yang akurat secara fisik.

Ini dimulai dengan desain pembangkit listrik fusi, yang membutuhkan sejumlah besar suku cadang dan masukan dari tim besar ahli teknik, desain, dan penelitian selama proses berlangsung. “Ada banyak komponen yang berbeda, dan kita harus memperhitungkan banyak bidang fisika dan teknik yang berbeda,” kata Lee Margetts, ketua teknik digital UKAEA untuk fusi nuklir di Universitas Manchester. “Jika kita membuat perubahan desain dalam satu sistem, ini memiliki efek knock-on pada sistem lain.”

Para ahli dari berbagai domain terlibat dalam proyek ini. Setiap anggota tim menggunakan aplikasi desain atau alat simulasi berbantuan komputer yang berbeda, dan pekerjaan seorang ahli dalam satu domain bergantung pada data dari orang lain yang bekerja di domain yang berbeda.

Tim UKAEA sedang menjajaki Omniverse untuk membantu mereka bekerja bersama dalam lingkungan simulasi waktu nyata, sehingga mereka dapat melihat desain seluruh mesin daripada hanya subkomponen individu.

Omniverse sangat penting dalam menjaga semua bagian yang bergerak ini tetap sinkron. Dengan mengaktifkan semua alat dan aplikasi untuk terhubung, Omniverse memungkinkan para insinyur yang bekerja pada desain pembangkit listrik untuk berkolaborasi secara bersamaan dari satu sumber kebenaran.

“Kami dapat melihat tiga insinyur berbeda, dari tiga lokasi berbeda, mengerjakan tiga komponen pembangkit listrik yang berbeda dalam tiga paket berbeda,” kata Muhammad Omer, peneliti proyek tersebut.

Omer menjelaskan bahwa ketika bereksperimen di Omniverse, tim mencapai fotorealisme dalam desain pembangkit listrik mereka menggunakan kemampuan inti platform untuk mengimpor data 3D dengan kesetiaan penuh. Mereka juga dapat memvisualisasikan secara real time dengan RTX Renderer, yang memudahkan mereka untuk membandingkan berbagai opsi desain untuk komponen.

Simulasi plasma fusi juga merupakan tantangan. Tim mengembangkan Ekstensi Omniverse berbasis Python dengan Kit Omniverse untuk menghubungkan dan menyerap data dari perangkat lunak simulasi industri Monte Carlo Neutronics Code Geant4. Hal ini memungkinkan mereka untuk mensimulasikan transpor neutron di inti pembangkit listrik, yang membawa energi keluar dari pembangkit listrik.

Mereka juga membangun Ekstensi Omniverse untuk melihat kode simulasi plasma JOREK, yang mensimulasikan emisi cahaya tampak, memberi para peneliti wawasan tentang keadaan plasma. Para ilmuwan akan mulai mengeksplorasi kerangka kerja NVIDIA Modulus AI-fisika untuk digunakan dengan data simulasi yang ada untuk mengembangkan model pengganti AI untuk mempercepat simulasi plasma fusi.

Simulasi Monte Carlo Neutronics Code Geant4 di Omniverse.

Menggunakan AI untuk Mengoptimalkan Desain dan Meningkatkan Digital Twins

Selain membantu merancang, mengoperasikan, dan mengontrol pembangkit listrik, Omniverse dapat membantu pelatihan sistem kontrol dan pemeliharaan robotik yang digerakkan oleh AI atau AI di masa depan. Ini akan menjadi penting untuk memelihara tanaman di lingkungan radiasi pembangkit listrik.

Dengan menggunakan Omniverse Replicator, kit pengembangan perangkat lunak untuk membangun alat dan kumpulan data sintetik khusus, peneliti dapat menghasilkan sejumlah besar data sintetik yang akurat secara fisik dari pembangkit listrik dan perilaku plasma untuk melatih sistem robot. Dengan belajar dalam simulasi, robot dapat menangani tugas dengan lebih akurat di dunia nyata, meningkatkan pemeliharaan prediktif, dan mengurangi waktu henti.

Di masa depan, model sensor dapat melakukan streaming langsung data pengamatan ke kembar digital Omniverse, terus-menerus menjaga kembaran virtual disinkronkan dengan keadaan fisik pembangkit listrik. Para peneliti akan dapat menjelajahi berbagai skenario hipotetis dengan terlebih dahulu menguji di kembaran virtual sebelum menerapkan perubahan pada pembangkit listrik fisik.

Secara keseluruhan, Margetts dan tim di UKAEA melihat banyak peluang dan manfaat unik dalam menggunakan Omniverse untuk membangun kembaran digital untuk pembangkit listrik fusi. Omniverse menyediakan kemungkinan platform real-time yang dapat digunakan para peneliti untuk mengembangkan teknologi pembangkit listrik pertama yang sejenis. Platform ini juga memungkinkan para insinyur untuk bekerja sama dengan mulus dalam desain pembangkit listrik. Dan tim dapat mengakses alat AI terintegrasi yang memungkinkan pengguna mengoptimalkan pembangkit listrik di masa depan.

“Kami senang dengan apa yang telah kami lihat. Kami percaya itu memiliki potensi besar sebagai platform untuk rekayasa digital, ”kata Margetts.

Tonton demo dan pelajari lebih lanjut tentang NVIDIA Omniverse.

Gambar unggulan milik Brigantium Engineering dan Bentley Systems.

Namun para bettor tidak perlu khawatir, tidak hingga 5 menit, tentunya keluaran ini bakal ditampikan secara live dan sanggup kalian saksikan pada web togel hkg. Bagi kalian yang membebaskan live draw ini, sanggup lihat pada data hk yang senantiasa di update sesudah terdapatnya resul hk .