آمریکا با هوش مصنوعی به جنگ زباله‌های هسته‌ای می‌رود

اکنون محققان در ایالت کارولینای جنوبی آمریکا تلاش می‌کنند با استفاده از فناوری‌های پیشرفته، ابزارهایی را برای حل بخشی از این مشکلات توسعه دهند. این تحقیقات در مرکز همکاری‌های پیشرفته تولید یا AMC در شهر آیکن انجام می‌شود؛ مرکزی تحقیقاتی با مساحت ۶۳ هزار فوت مربع که بخشی از آزمایشگاه ملی ساوانا ریور یا SRNL است.

این مرکز در ۷ اوت ۲۰۲۵ فعالیت خود را آغاز کرد و از همان ابتدا با هدف ایجاد محیطی برای همکاری میان محققان، مهندسان، دانشجویان، شرکت‌های فناوری و دانشگاهیان شکل گرفت. تمرکز اصلی AMC بر فناوری‌هایی مانند هوش مصنوعی، رباتیک، تولید افزایشی و مواد پیشرفته است؛ فناوری‌هایی که می‌توانند در آینده نه‌تنها در صنعت هسته‌ای، بلکه در حوزه انرژی، محیط زیست و امنیت ملی آمریکا نیز کاربرد داشته باشند. مرکز AMC؛ آزمایشگاهی برای نسل جدید فناوری‌های هسته‌ای

مرکز همکاری‌های پیشرفته تولید تنها یک مرکز تحقیقاتی معمولی نیست. ایده اصلی این مجموعه آن است که فناوری‌های مختلف در کنار یکدیگر توسعه پیدا کنند تا فاصله میان یک ایده علمی و تبدیل آن به یک ابزار قابل استفاده در دنیای واقعی کاهش یابد.

محققان در این مرکز روی طراحی و پردازش مواد، تولید افزایشی، رباتیک، اتوماسیون و هوش مصنوعی کار می‌کنند. قرار گرفتن این فناوری‌ها در یک محیط مشترک به پژوهشگران اجازه می‌دهد راهکارهایی را توسعه دهند که بتوانند همزمان چند مشکل را برطرف کنند.

جانی گرین، مدیر آزمایشگاه ملی ساوانا ریور، حدود یک سال پس از آغاز فعالیت این مرکز اعلام کرد که AMC در حال افزایش ظرفیت‌های فناورانه آمریکا، ایجاد فرصت‌های جدید و سرعت بخشیدن به توسعه فناوری‌های اثرگذار است.

به گفته او، تجربه سال نخست این مرکز نشان داده است که ترکیب تخصص‌های مختلف می‌تواند به پیشرفت فناوری‌های زیست‌محیطی، زیرساخت‌های انرژی، انرژی هسته‌ای، انرژی همجوشی و حوزه امنیت ملی کمک کند.

این نگاه اهمیت زیادی دارد، زیرا مدیریت زباله‌های هسته‌ای تنها یک مسئله مرتبط با صنعت هسته‌ای نیست. این موضوع به محیط زیست، زیرساخت، امنیت ملی و حتی اقتصاد نیز ارتباط دارد و به همین دلیل، حل آن نیازمند همکاری متخصصان حوزه‌های مختلف است. تمرکز اصلی بر زباله‌های هسته‌ای و پاکسازی محیط زیست

یکی از مهم‌ترین محورهای فعالیت AMC در سال گذشته، پرداختن به مسائل مربوط به مواد هسته‌ای، مدیریت پسماند و پاکسازی محیط زیست بوده است.

پژوهشگران این مرکز اکنون روی یک مدل هوش مصنوعی ویژه کار می‌کنند که هدف آن افزایش توانایی پیش‌بینی و بهینه‌سازی فرآیندهای تولید است. چنین مدلی می‌تواند با بررسی حجم زیادی از داده‌ها، به مهندسان کمک کند رفتار مواد و فرآیندهای صنعتی را بهتر پیش‌بینی کنند و روش‌های مؤثرتری برای مدیریت پروژه‌های پیچیده بیابند.

این پروژه از تجربه بیش از هفت دهه فعالیت آزمایشگاه ملی ساوانا ریور در زمینه مواد هسته‌ای، احیا و بازسازی تأسیسات استفاده می‌کند. ترکیب این سابقه طولانی با مجموعه داده‌های اختصاصی مربوط به سایت‌های هسته‌ای می‌تواند به توسعه مدل‌های هوش مصنوعی دقیق‌تر و کاربردی‌تر کمک کند.

بر اساس توضیحات SRNL، مدل‌های مورد استفاده در این پروژه برای حل چالش‌هایی در زمینه اصلاح و پاکسازی محیط زیست، مدیریت پسماند و افزایش تاب‌آوری زیرساخت‌ها طراحی شده‌اند.

اگر این فناوری‌ها با موفقیت توسعه پیدا کنند، نتیجه فقط افزایش سرعت عملیات پاکسازی نخواهد بود. برآورد شده است که استفاده از این فناوری‌ها می‌تواند در طول چرخه عمر پروژه‌های پاکسازی، بیش از ۱۵۰ میلیارد دلار صرفه‌جویی ایجاد کند.

این رقم نشان می‌دهد که هوش مصنوعی در این پروژه صرفاً یک ابزار تحقیقاتی نیست، بلکه می‌تواند به یکی از عناصر اصلی کاهش هزینه‌های بلندمدت مدیریت میراث هسته‌ای آمریکا تبدیل شود. هوش مصنوعی چگونه می‌تواند پاکسازی هسته‌ای را تغییر دهد؟

پاکسازی مناطق هسته‌ای معمولاً با حجم زیادی از اطلاعات، تجهیزات پیچیده و تصمیم‌های حساس همراه است. مهندسان باید بدانند کدام بخش‌ها بیشترین خطر را دارند، چه موادی در یک منطقه وجود دارد، چه تجهیزاتی برای پاکسازی مناسب‌تر هستند و چگونه می‌توان عملیات را با کمترین خطر برای کارکنان انجام داد.

هوش مصنوعی می‌تواند با تحلیل داده‌های تاریخی و اطلاعات لحظه‌ای، الگوهایی را شناسایی کند که تشخیص آنها برای انسان بسیار دشوار یا زمان‌بر است. مدل‌های پیش‌بینی همچنین می‌توانند به کارشناسان کمک کنند تا پیش از اجرای یک عملیات، پیامدهای احتمالی روش‌های مختلف را ارزیابی کنند.

این قابلیت به‌ویژه در محیط‌های هسته‌ای اهمیت دارد؛ زیرا هر اشتباه می‌تواند هزینه‌های مالی و زیست‌محیطی سنگینی داشته باشد. کاهش تعداد عملیات آزمایشی، پیش‌بینی بهتر رفتار مواد و انتخاب دقیق‌تر روش‌های پاکسازی می‌تواند هم هزینه‌ها را پایین بیاورد و هم میزان مواجهه کارکنان با محیط‌های خطرناک را کاهش دهد.

در این مسیر، رباتیک نیز نقش مکمل هوش مصنوعی را ایفا می‌کند. اگر هوش مصنوعی وظیفه تحلیل داده‌ها و تصمیم‌سازی را بر عهده داشته باشد، ربات‌ها می‌توانند بخشی از عملیات فیزیکی را در محیط‌هایی انجام دهند که برای حضور انسان مناسب نیست.

قدرت پردازشی؛ بخش مهم پروژه‌های هوش مصنوعی

توسعه مدل‌های هوش مصنوعی برای مسائل پیچیده هسته‌ای به توان محاسباتی بالایی نیاز دارد. به همین دلیل، پژوهشگران SRNL از یک سامانه محاسباتی با کارایی بالا و متمرکز بر مأموریت‌های آزمایشگاه استفاده می‌کنند.

این سیستم در اختیار کارکنان SRNL قرار دارد و منابع محاسباتی لازم برای پروژه‌های هوش مصنوعی مرتبط با مأموریت Genesis وزارت انرژی آمریکا را فراهم می‌کند. علاوه بر آن، از این ظرفیت برای مدل‌سازی و شبیه‌سازی‌های پیچیده نیز استفاده می‌شود.

مأموریت Genesis وزارت انرژی آمریکا با هدف گرد هم آوردن آزمایشگاه‌های ملی، دانشگاه‌ها و بخش صنعت برای استفاده از هوش مصنوعی در حوزه‌های انرژی، اکتشافات علمی و امنیت ملی شکل گرفته است.

قرار گرفتن پروژه پاکسازی هسته‌ای در این چارچوب نشان می‌دهد که دولت آمریکا هوش مصنوعی را تنها یک فناوری تجاری نمی‌داند، بلکه آن را ابزاری راهبردی برای حل مسائل زیرساختی و امنیتی نیز تلقی می‌کند. ترکیب رباتیک، تولید افزایشی و مواد پیشرفته

یکی از ویژگی‌های مهم AMC، تمرکز همزمان بر چند فناوری است. پژوهشگران در این مرکز تنها به توسعه نرم‌افزارهای هوش مصنوعی نمی‌پردازند، بلکه روی مواد پیشرفته، تولید افزایشی، رباتیک و اتوماسیون نیز فعالیت می‌کنند.

تولید افزایشی که بیشتر با عنوان چاپ سه‌بعدی شناخته می‌شود، می‌تواند برای ساخت سریع تجهیزات و قطعات مورد نیاز در پروژه‌های هسته‌ای اهمیت زیادی داشته باشد. در محیط‌هایی که یک قطعه خاص باید با ویژگی‌های دقیق و در تعداد محدود ساخته شود، تولید افزایشی می‌تواند زمان و هزینه ساخت را کاهش دهد.

از سوی دیگر، مواد پیشرفته می‌توانند برای ساخت تجهیزاتی به کار روند که در برابر شرایط سخت محیط‌های هسته‌ای مقاومت بیشتری دارند. ترکیب این مواد با سامانه‌های رباتیک و کنترل هوشمند می‌تواند امکان انجام عملیات پیچیده را در مناطقی فراهم کند که دسترسی مستقیم انسان به آنها دشوار یا خطرناک است.

در چنین ساختاری، هوش مصنوعی، رباتیک و مواد پیشرفته به صورت جداگانه عمل نمی‌کنند؛ بلکه هدف آن است که این فناوری‌ها به شکل یک سیستم یکپارچه توسعه پیدا کنند. همکاری با شرکت‌ها و دانشگاه‌های خارجی

AMC فعالیت خود را به ظرفیت‌های داخلی آزمایشگاه ملی ساوانا ریور محدود نکرده و با مجموعه‌های خارجی نیز همکاری می‌کند.

از جمله شرکای این مرکز می‌توان به Silica-X، 3D Systems و Georgia Tech اشاره کرد. این همکاری‌ها به پژوهشگران اجازه می‌دهد تخصص‌های علمی و صنعتی مختلف را در پروژه‌های مشترک به کار بگیرند.

همکاری میان SRNL و Silica-X پیش از این نیز به یک دستاورد مهم منجر شده است. این دو مجموعه در توسعه موادی مشارکت داشته‌اند که می‌توانند زباله‌های هسته‌ای را به شکل ایمن جذب و ذخیره کنند.

این فناوری موفق شده است جایزه R&D 100 را دریافت کند؛ جایزه‌ای که هر سال به ۱۰۰ محصول و فناوری نوآورانه اهدا می‌شود و به دلیل اهمیت آن در دنیای فناوری، اغلب از آن با عنوان «اسکار نوآوری» یاد می‌شود.

دریافت چنین جایزه‌ای نشان می‌دهد که تحقیقات مرتبط با مدیریت پسماند هسته‌ای تنها از نظر ایمنی و محیط زیست اهمیت ندارد، بلکه می‌تواند به تولید فناوری‌های جدید و تجاری‌سازی آنها نیز منجر شود. هدف فراتر از پاکسازی هسته‌ای است

اگرچه مدیریت زباله‌های هسته‌ای یکی از محورهای اصلی این پروژه است، دامنه فعالیت AMC بسیار گسترده‌تر از این موضوع تعریف شده است.

فناوری‌هایی که برای پاکسازی هسته‌ای توسعه پیدا می‌کنند، می‌توانند در زمینه‌های دیگری مانند زیرساخت‌های انرژی، مدیریت محیط زیست، انرژی همجوشی و امنیت ملی نیز کاربرد داشته باشند.

به همین دلیل، این مرکز تلاش می‌کند میان نیازهای فوری و بلندمدت آمریکا ارتباط برقرار کند. از یک سو، کشور با میراث چندین دهه فعالیت هسته‌ای و حجم قابل توجهی از مواد و پسماندهای هسته‌ای روبه‌رو است و از سوی دیگر، به دنبال توسعه نسل جدید فناوری‌های انرژی و زیرساختی است.

استفاده از هوش مصنوعی می‌تواند در هر دو زمینه نقش داشته باشد؛ هم در مدیریت مشکلات به جا مانده از گذشته و هم در طراحی فناوری‌های آینده. آغاز یک مسیر طولانی برای فناوری‌های هوشمند

جی. جرمی لئونگ، مدیر AMC، در توضیح عملکرد سال نخست این مرکز تأکید کرده است که همکاری و کار تیمی نقش اصلی را در فعالیت‌های آن داشته‌اند. از نگاه او، گردهم آوردن متخصصان مختلف می‌تواند روند کشف علمی را سرعت ببخشد و ایده‌های جدید را سریع‌تر به فناوری‌های واقعی تبدیل کند.

این رویکرد برای پروژه‌هایی مانند پاکسازی هسته‌ای اهمیت ویژه‌ای دارد. چنین پروژه‌هایی به تنهایی از عهده یک رشته علمی یا یک شرکت برنمی‌آیند و به همکاری میان متخصصان مواد، مهندسان، دانشمندان داده، متخصصان رباتیک، کارشناسان هسته‌ای و نیروهای صنعتی نیاز دارند.

AMC با مساحت ۶۳ هزار فوت مربع، فعالیت خود را از ۷ اوت ۲۰۲۵ آغاز کرده و اکنون در تلاش است این همکاری چندرشته‌ای را به یک مدل پایدار برای توسعه فناوری تبدیل کند.

ورود هوش مصنوعی به حوزه مدیریت و پاکسازی زباله‌های هسته‌ای می‌تواند یکی از مهم‌ترین تغییرات فناورانه در مدیریت میراث هسته‌ای آمریکا باشد. پروژه‌های در حال توسعه در مرکز AMC نشان می‌دهند که آینده پاکسازی تأسیسات هسته‌ای ممکن است به جای تکیه گسترده بر نیروی انسانی، بر ترکیبی از هوش مصنوعی، رباتیک، مواد پیشرفته و تولید افزایشی استوار شود.

مرکز همکاری‌های پیشرفته تولید در آیکن کارولینای جنوبی با مساحت ۶۳ هزار فوت مربع و با مشارکت پژوهشگران، مهندسان، دانشگاهیان، دانشجویان و شرکت‌های فناوری فعالیت می‌کند و از ۷ اوت ۲۰۲۵ وارد مرحله عملیاتی شده است.

این مرکز همچنین از تجربه بیش از ۷۰ ساله آزمایشگاه ملی ساوانا ریور در زمینه مواد هسته‌ای و پاکسازی بهره می‌گیرد و با استفاده از مجموعه داده‌های اختصاصی و سامانه‌های محاسباتی پرقدرت، در حال توسعه مدل‌های هوش مصنوعی برای مدیریت پسماند، پاکسازی محیط زیست و افزایش تاب‌آوری زیرساخت‌هاست.

مهم‌ترین وعده اقتصادی این پروژه نیز قابل توجه است؛ برآوردها از امکان صرفه‌جویی بیش از ۱۵۰ میلیارد دلار در چرخه عمر عملیات پاکسازی حکایت دارد. در کنار آن، همکاری با شرکت‌هایی مانند Silica-X و 3D Systems و مؤسسه Georgia Tech و دریافت جایزه R&D 100 برای فناوری جذب و ذخیره ایمن زباله‌های هسته‌ای، نشان می‌دهد که مسیر توسعه این فناوری‌ها از مرحله تحقیقاتی فراتر رفته است.

در نهایت، اهمیت AMC فقط به پاکسازی زباله‌های هسته‌ای محدود نمی‌شود. این مرکز می‌تواند الگویی برای استفاده از هوش مصنوعی و فناوری‌های پیشرفته در حل مسائل پیچیده انرژی، محیط زیست، زیرساخت و امنیت ملی باشد. اگر این فناوری‌ها همان‌طور که پیش‌بینی شده توسعه پیدا کنند، آمریکا ممکن است در سال‌های آینده نه‌تنها هزینه پاکسازی میراث هسته‌ای خود را کاهش دهد، بلکه مجموعه‌ای از فناوری‌های جدید را برای مدیریت ایمن‌تر و هوشمندانه‌تر زیرساخت‌های هسته‌ای و انرژی در اختیار داشته باشد.