Η βιομηχανία πρέπει να πάρει ρίσκα στον υπερυπολογιστή, λέει ο Rob Akers στον Adam Duckett
ΑΝ ΕΧΕΤΕ ακούσει τον όρο metaverse, πιθανότατα έχει συνδεθεί με τη μητρική ομάδα του Facebook που μετονομάστηκε σε Meta και στοιχηματίζει στο εγγύς μέλλον, όπου πολλοί από εμάς πέφτουμε σε ένα ζευγάρι google εικονικής πραγματικότητας (VR) για να ψωνίσουμε και να μοιραστούμε εμπειρίες σε μια καθηλωτική ψηφιακός κόσμος. Λατρεύετε ή μισείτε την ιδέα, μια σειρά προηγμένων τεχνολογιών συγκλίνουν για να σας βοηθήσουν να φέρετε αυτό το εικονικό όραμα στην πραγματικότητα, και είτε σκοπεύετε να εισέλθετε στο μετασύμπαν κατά τη διάρκεια του χρόνου σας, υπάρχει μια αυξανόμενη πιθανότητα να το κάνετε ενώ εργάζεστε.
Για να καταλάβω πώς μπορεί να μοιάζει αυτό το μέλλον, μίλησα με τον Rob Akers, διευθυντή υπολογιστικών προγραμμάτων στην Αρχή Ατομικής Ενέργειας του Ηνωμένου Βασιλείου (UKAEA), ο οποίος χρησιμοποιεί το βιομηχανικό μετασύμπαντο για να επιταχύνει τη μηχανική. «Έχουμε μια ομάδα ανθρώπων που εργάζονται για τα πάντα, από προβλήματα υπερυπολογιστών exascale μέχρι προβλήματα τεχνητής νοημοσύνης, προσπαθώντας αποτελεσματικά να βρουν πώς να σχεδιάσουμε σε silico [on computers] αντί να πρέπει να κάνουμε τεράστιες ποσότητες δοκιμών σε πραγματικό κόσμο», λέει ο Akers.
Νωρίτερα αυτό το έτος, η UKAEA, το Πανεπιστήμιο του Κέμπριτζ και οι εταιρείες τεχνολογίας Dell και Intel ένωσαν τις δυνάμεις τους, δηλώνοντας το βιομηχανικό μετασύνθετο απαραίτητο για την ανάπτυξη του πρωτότυπου σταθμού ηλεκτροπαραγωγής σύντηξης του Ηνωμένου Βασιλείου, γνωστού ως STEP, το οποίο πιέζει να τροφοδοτήσει το δίκτυο στο τη δεκαετία του 2040.
UKAEA
Ο Rob Akers στέκεται μέσα στη δοκιμαστική εγκατάσταση JET
Μηχανική στο μετασύμπαν
Αν και είναι εύκολο να απορρίψουμε το μετασύμπαν ως μόδα – σε τελική ανάλυση, η υπόσχεση της τεχνολογίας εικονικής πραγματικότητας διαφημιζόταν εδώ και δεκαετίες αλλά ποτέ δεν έφτασε στην κλίμακα που υποσχέθηκε – η σύγκλιση της ψηφιακής δίδυμης τεχνολογίας, η τεχνητή νοημοσύνη, η μηχανική μάθηση, το διαδίκτυο τα πράγματα, το blockchain και το cloud και το edge computing σημαίνει ότι βρισκόμαστε στο κατώφλι μιας σημαντικής αλλαγής και μια αλλαγή που ο Akers λέει ότι είναι ζωτικής σημασίας για να επιτύχουμε ένα καθαρότερο μέλλον.
«Νομίζω ότι είναι ο μόνος τρόπος με τον οποίο θα μπορέσουμε να πετύχουμε τους στόχους μας για την παροχή καθαρού μηδενός».
Μια έκθεση που δημοσιεύθηκε νωρίτερα αυτό το έτος από το MIT Technology Review (https://bit.ly/3GlCrfw) κατέληξε στο συμπέρασμα ότι το αναδυόμενο βιομηχανικό metaverse θα επιτρέψει βελτιωμένο σχεδιασμό και μηχανική, πιο εκτεταμένες δοκιμές και επικύρωση, εικονική θέση σε λειτουργία και βελτιωμένες λειτουργίες.
Για να δούμε μια πρώιμη μορφή του μέλλοντος προς το οποίο η Akers προσπαθεί, μπορούμε να κοιτάξουμε τη Nvidia και την υπηρεσία Omniverse της. Μπορεί να έχετε δει το όνομα του κατασκευαστή τσιπ τυπωμένο σε ένα αυτοκόλλητο στον φορητό υπολογιστή σας – αλλά μπορεί να χάσατε την είδηση ότι τα high-end τσιπ της Nvidia έχουν τροφοδοτήσει την ταχεία ανάπτυξη της τεχνητής νοημοσύνης τους τελευταίους 12 μήνες. Αυτό οδήγησε τη Nvidia στην πρώτη δεκάδα των πιο πολύτιμων εταιρειών στον κόσμο και οδήγησε την κυβέρνηση των ΗΠΑ να απαγορεύσει την εξαγωγή ορισμένων από τα high-end chip τεχνητής νοημοσύνης της στην Κίνα, τη Ρωσία και το Ιράν για να περιορίσει τις στρατιωτικές φιλοδοξίες αυτών των χωρών.
Το Omniverse επιτρέπει στους χρήστες να συνεργάζονται σε αυτό που περιγράφει ως έναν εικονικό κόσμο πλήρους πιστότητας – είναι ένας έξυπνος τρόπος χρήσης του σύγχρονου Διαδικτύου για να συνδυάσετε ανθρώπους, διαδικασίες, ψηφιακά εργαλεία και εγκαταστάσεις, όπως οι μεγαλύτεροι υπερυπολογιστές στον κόσμο. Οι μηχανικοί και άλλοι ειδικοί μπορούν να έχουν πρόσβαση στην τεχνολογία εξ αποστάσεως, μεταξύ άλλων μέσω του Microsoft Teams, και να συνεργάζονται σε πραγματικό χρόνο για να δημιουργήσουν ακριβείς οπτικοποιήσεις και προσομοιώσεις προϊόντων, γραμμών παραγωγής και ολόκληρων εγκαταστάσεων. Μεταξύ των περιπτωσιολογικών μελετών βίντεο, η BMW δείχνει πώς χρησιμοποιεί την πλατφόρμα για να σχεδιάζει εργοστάσια αυτοκινήτων γρηγορότερα και φθηνότερα, συνδέοντας εργάτες από όλο τον κόσμο, αντλώντας και συνδυάζοντας δεδομένα από διαφορετικές πηγές.
Η Siemens χρησιμοποιεί το Omniverse για να δημιουργήσει ψηφιακά δίδυμα των γεννητριών ατμού ανάκτησης θερμότητας των στροβίλων της για να προσομοιώσει τον τρόπο με τον οποίο ρέει ο ατμός και το νερό μέσα από τους σωλήνες, καθώς προσπαθεί να προβλέψει τη διάβρωση και να σχεδιάσει καλύτερα τις εργασίες συντήρησης. Λέει ότι η τεχνολογία μπορεί να μειώσει τις εκτιμήσεις διάβρωσης από εβδομάδες σε ώρες και θα μπορούσε να μειώσει το χρόνο διακοπής λειτουργίας κατά 70%.
Εν τω μεταξύ, η UKAEA διερευνά τη χρήση του Omniverse για να επιταχύνει το σχεδιασμό ενός αντιδραστήρα σύντηξης, δημιουργώντας ένα λεγόμενο ψηφιακό δίδυμο όλων των στοιχείων του αντιδραστήρα, το πλάσμα, τη μικροδομική βλάβη που προκαλείται από την ακτινοβολία σε όλο το εργοστάσιο και τα συστήματα ελέγχου και συντήρησης . Εργάζονται για να συνδέσουν ξεχωριστά εργαλεία τρισδιάστατης σχεδίασης, μηχανικής και προσομοίωσης, ώστε να μπορούν να συνεργαστούν σε μια «ενιαία πηγή αλήθειας». Προγραμματιστές στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ δημιούργησαν πρόσθετα Omniverse για να αντλήσουν δεδομένα από προγράμματα προσομοίωσης βιομηχανίας, όπως το Monte Carlo Neutronics Code Geant4 που προσομοιώνει τη μεταφορά νετρονίων που μεταφέρει ενέργεια από τον αντιδραστήρα και για τον κώδικα πλάσματος Jorek που προσομοιώνει την εκπομπή φωτός για να βοηθήσει στην αξιολόγηση την κατάσταση του πλάσματος. Αναμένουν ότι μόλις κατασκευαστεί, ο φυσικός σταθμός ηλεκτροπαραγωγής θα συγχρονιστεί με το ψηφιακό δίδυμο χρησιμοποιώντας ροές δεδομένων αισθητήρων σε πραγματικό χρόνο για να επιτρέψουν στους προγραμματιστές να δοκιμάσουν τις αλλαγές ουσιαστικά πριν τις αναπτύξουν στην πραγματική ζωή. Αυτό θα περιλαμβάνει προγραμματισμό και εκπαίδευση ρομπότ συντήρησης σε προσομοιώσεις πριν τεθούν σε λειτουργία τα φυσικά.
Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ / Nvidia
Προσομοίωση Geant4, οδηγούμενη από το Omniverse μεταφοράς νετρονίων μέσα σε έναν αντιδραστήρα σύντηξης tokamak
UKAEA
Μια προσομοίωση Jorek βοηθά στην προσομοίωση της κατάστασης του πλάσματος μέσα στο δοχείο περιορισμού του καθώς οι μηχανικοί αναβαθμίζουν το Mega Amp Spherical Tokamak (MAST-U) στο Culham Center for Fusion Energy
Θα μπορούσε να μοιάζει με τεχνολογία κατευθείαν από το «Star Trek», όπου ένας άνθρωπος ζητά από έναν υπολογιστή να λύσει ένα πρόβλημα μέσω φωνητικών μηνυμάτων – έχουμε ήδη δει δελεαστικές ματιές για το πώς τα μεγάλα μοντέλα γλώσσας μπορούν να λειτουργήσουν ως διεπαφή για το σχεδιασμό ροών εργασίας βελτιστοποίησης