알파고 만든 딥마인드, 핵융합 제어 AI 개발

토카막 내부 플라즈마 자기장 안정화 제어

바둑 인공지능(AI) 알파고를 만든 딥마인드가 핵융합로 내부 플라즈마를 제어하는 AI를 개발했다.

알파고를 만든 알파벳의 자회사 딥마인드는 스위스 로잔연방공과대학교(EPFL)의 플라즈마센터와 공동연구 프로젝트로 핵융합 반응 제어용 AI를 개발 중이라고 과학저널 네이처에 16일(현지시간) 발표했다.

딥마인드는 이번 프로젝트에서 가변 구성 토카막(TCV) 핵융합로 내 자기장을 제어할 수 있는 신경망 AI를 개발했다고 밝혔다.

가변 구성 토카막 핵융합로 (이미지=딥마인드)

토카막은 핵융합 발전 과정에서 발생하는 플라즈마 상태의 수소를 가두기 위해 자기장을 이용하는 도넛형 장치다.

핵융합 과정의 플라즈마는 1억 도 이상으로 현존하는 물질로 담을 수 없다. 대신 전하를 띄는 특성을 이용해 자기부상열차처럼 공중에 띄운 채 토카막 안을 계속 돌게 제어할 수 있다.

TCV는 총 19개의 자기 코일로 이뤄져 있다. 그동안에는 하나씩 코일을 담당하는 연구원이 원자로 내부를 초당 수천 번 모니터링하는 별도의 알고리즘으로 제어했다.

이제 토카막 내부 플라즈마를 포함하는 자기장을 안정하게 유지할 수 있는 방법을 학습한 AI는 단일 신경망을 만들어 모든 코일을 한 번에 제어하고 있다.

딥마인드는 이번 AI 개발을 위해 시뮬레이터에서 시행착오를 통해 학습하는 강화 학습이라는 방법을 사용했다. 또한 빠른 반복 학습을 위해 50마이크로초(5천만분의 1초) 이내에 결정을 내릴 수 있도록 소규모 네트워크에서 토카막 제어 시스템과 직접 상호 작용하는 구조를 이용했다.

EPFL의 페데리코 펠리치 연구원은 "이 AI 알고리즘은 TCV 코일을 완전히 다른 방식으로 사용하지만 여전히 동일한 자기장을 생성한다"며 “우리가 예상한 것과 동일한 플라즈마를 생성하고 있었지만 완전히 다른 방식으로 자기 코어를 사용하는 것을 보고 연구원들은 AI가 코일 전류가 어떻게 발전시키는지에 대한 실험 결과를 보고 상당히 놀랐다”고 전했다.