NVIDIA destekli yapay zeka parçacık hızlandırıcıyı yönetiyor

Kaliforniya’nın Berkeley kentinde bulunan Advanced Light Source (ALS) X-ışını parçacık hızlandırıcısında, yapay zeka destekli bir sistem bilimsel deneylerin kesintisiz ilerlemesini sağlıyor. Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’ndaki araştırmacılar, “Accelerator Assistant” adlı büyük dil modeli (LLM) tabanlı yapay zeka asistanını devreye aldı.

NVIDIA H100 GPU ve CUDA altyapısıyla çalışan sistem, ALS destek ekibinin kurumsal bilgi havuzunu kullanarak Gemini, Claude ve ChatGPT gibi modellerle entegre biçimde çalışıyor. Python kodları yazabilen ve sorunları otonom ya da insan denetimiyle çözebilen yapay zeka, karmaşık deney süreçlerini yönetilebilir hale getiriyor.

ALS parçacık hızlandırıcısı, elektronları ışık hızına yakın bir hızda 200 metrelik dairesel bir hatta yönlendirerek ultraviyole ve X-ışını üretiyor. Bu ışınlar, yılda yaklaşık 1.700 bilimsel deneyin yürütüldüğü 40 farklı hattan araştırmacılara ulaştırılıyor. Sistem; malzeme bilimi, biyoloji, kimya, fizik ve çevre bilimleri başta olmak üzere birçok alanda küresel araştırmalara hizmet ediyor.

Ancak bu ölçekte bir tesiste yaşanan kesintiler, dakikalardan günlere kadar sürebiliyor ve eş zamanlı yürütülen deneyleri durma noktasına getirebiliyor. ALS kontrol sisteminde 230 binden fazla süreç değişkeni bulunması, arıza tespitini son derece karmaşık hale getiriyor.

Berkeley Lab Hızlandırıcı Teknolojileri ve Uygulamalı Fizik Bölümü’nden bilim insanı Thorsten Hellert, sistemin önemine dikkat çekerek, “Hızlandırıcı durduğunda 40 ayrı ışın hattı beklemek zorunda kalıyor. Bu nedenle sistemin mümkün olan en kısa sürede yeniden çalışması hayati önemde” dedi.

Accelerator Assistant’ın en dikkat çekici özelliği ise çok aşamalı fizik deneylerini otonom biçimde hazırlayıp çalıştırabilmesi. Araştırma ekibi, bu sayede kurulum süresinin ve insan emeğinin yaklaşık 100 kat azaltıldığını ortaya koydu.

Sistem, Osprey adlı çerçeve yazılım üzerinden güvenli biçimde çalışıyor. Kullanıcı doğrulaması, kişisel hafıza yönetimi ve çoklu görev desteği sunan yapı; kontrol odasından ya da uzaktan erişimle kullanılabiliyor. Yapay zeka, süreç değişkenleri veri tabanı, geçmiş kayıtlar ve Jupyter Notebook ortamlarıyla entegre çalışarak analiz ve görselleştirme yapabiliyor.

Yerel ağda NVIDIA H100 GPU ile düşük gecikmeli çıkarım yapılırken, gerektiğinde harici modellerle de güvenli bağlantı kurulabiliyor. EPICS kontrol sistemi entegrasyonu sayesinde, hızlandırıcı donanımıyla etkileşimler operatör güvenlik standartları çerçevesinde gerçekleştiriliyor.

Hellert, tesis genelinde dağınık halde bulunan uzmanlık bilgisinin yapay zeka ile erişilebilir hale geldiğini vurgulayarak, “Basit bir sensör adresini bulmak bile zaman alabiliyordu. Artık bu bilgiler saniyeler içinde erişilebilir” dedi.

Gelecek hedefler arasında, süreçleri belgeleyen kapsamlı bir mühendislik vikisi oluşturmak ve insan denetimiyle daha otonom tesisler işletmek yer alıyor. Proje, ABD Enerji Bakanlığı’nın Genesys misyonu kapsamında diğer parçacık hızlandırıcı tesislerine de yayılmış durumda.

Çalışmalar, Fransa’daki ITER füzyon reaktörü ve Şili’deki Extremely Large Telescope (ELT) projelerine kadar genişletiliyor.

ALS’te yürütülen çalışmalar yalnızca operasyonel verimlilik sağlamıyor, aynı zamanda insanlığa doğrudan katkı sunan bilimsel keşiflere de zemin hazırlıyor. COVID-19 sürecinde virüsü etkisiz hale getiren nadir bir antikorun yapısı burada çözümlendi. İklim araştırmalarında karbon yakalama teknolojileri geliştirildi ve gezegen bilimi kapsamında Bennu asteroidinden getirilen örneklerle Dünya’daki yaşamın kökenine dair önemli bulgular elde edildi.