Ao longo da última década, a inteligência artificial (IA) evoluiu rapidamente, tornando-se cada vez mais sofisticada e capaz de resolver problemas cada vez mais complexos. A IA é implantada em setores tão diversos quanto manufatura, transporte, finanças, educação e saúde. Na mesma linha, tem potencial para avançar no desenvolvimento de aplicações, ciência e tecnologia nucleares. O aproveitamento de suas capacidades no campo nuclear pode contribuir positivamente para enfrentar alguns dos desafios mais prementes da atualidade, desde a segurança alimentar até as mudanças climáticas.
Aqui estão algumas maneiras pelas quais a IA tem e continuará a beneficiar as aplicações pacíficas da tecnologia nuclear. Estes são discutidos com mais detalhes em uma nova publicação da IAEA, Inteligência Artificial para Acelerar Aplicações Nucleares, Ciência e Tecnologia .
1. Saúde humana
A IA pode contribuir para o combate a doenças. Ele já é aplicado para apoiar o diagnóstico e tratamento do câncer por meio de melhor interpretação de imagem e contorno preciso do tumor, permitindo planos de tratamento mais precisos e radioterapia adaptativa – um processo adaptado às características anatômicas de cada paciente. A AIEA lançou recentemente um projeto de pesquisa coordenado nesta área.
A IA também desempenhará um papel importante na iniciativa Ação Integrada de Doenças Zoonóticas (ZODIAC) da AIEA para ajudar os especialistas a entender melhor o impacto das doenças zoonóticas na saúde humana e prever, avaliar e conter futuros surtos dessas doenças.
2. Alimentação e agricultura
Ferramentas de IA combinadas com tecnologias nucleares podem ajudar a tornar os sistemas alimentares mais sustentáveis e resilientes às mudanças climáticas, além de abordar a insegurança alimentar e nutricional.
Especialistas implantam IA para processar e analisar dados para aumentar o rendimento das colheitas, estimar a umidade do solo, remediar terras contaminadas radioativamente, detectar e prever eventos de fraude alimentar e melhorar a irrigação.
3. Água e meio ambiente
Os métodos isotópicos permitem que especialistas estudem e rastreiem como a água se move em diferentes estágios do ciclo hidrológico e quais transformações ocorrem nesse ciclo devido às mudanças climáticas. Especialistas já aplicam abordagens baseadas em IA para analisar rapidamente grandes quantidades de dados isotópicos relacionados à água armazenados em repositórios globais, como a Rede Global de Isótopos em Precipitação mantida pela AIEA e pela Organização Meteorológica Mundial .
A análise eficaz e eficiente de dados facilitada pela IA ajuda os cientistas a entender as mudanças climáticas e seu impacto na disponibilidade de água em todo o mundo.
4. Ciência nuclear e pesquisa de fusão
A inteligência artificial desempenha um papel cada vez mais importante na ciência nuclear. A IA é usada na análise de dados, modelagem teórica e design de experimentos, ajudando a acelerar a pesquisa fundamental, por exemplo, no domínio da avaliação e compilação de dados nucleares e atômicos e avançando na inovação tecnológica.
Uma área específica que se beneficia da aplicação da IA é a pesquisa de fusão . Com sua capacidade de resolver problemas grandes e complexos, a IA pode auxiliar experimentos e descobertas científicas por meio de modelagem e simulações. Essas aplicações de IA estão incluídas em um novo projeto de pesquisa coordenado pela AIEA de cinco anos destinado a acelerar a pesquisa e o desenvolvimento de fusão .
5. Energia nuclear
A energia nuclear é uma fonte de energia confiável e de baixo carbono e pode se beneficiar significativamente da inclusão da IA . Ao combinar simulações digitais de instalações nucleares reais com sistemas de IA, a indústria pode otimizar procedimentos complexos e melhorar o projeto, o desempenho e a segurança do reator. Essa otimização pode aumentar a eficiência das operações e reduzir os custos de manutenção.
O aprendizado de máquina – um processo pelo qual a IA aprende analisando grandes quantidades de dados – ajuda a automatizar tarefas e, assim, aumentar a confiabilidade e evitar erros. Além disso, a IA tem um potencial analítico e preditivo considerável para ajudar a monitorar os processos das usinas e detectar anomalias.
6. Segurança nuclear e proteção contra radiação
À medida que mais e mais países optam por usar a tecnologia nuclear para fins pacíficos e adotam programas de energia nuclear, a AIEA trabalha continuamente para garantir a proteção das pessoas e do meio ambiente contra os potenciais efeitos nocivos da radiação ionizante.
A IA pode contribuir para a segurança e proteção nuclear de várias maneiras. Ele pode ser usado no processamento de dados de sistemas de detecção de radiação para melhorar a detecção e identificação de material nuclear e outros materiais radioativos. Ele pode ser aplicado para analisar dados de sistemas de proteção física para melhorar a detecção de intrusos. Também pode ajudar a detectar anomalias que possam indicar um ataque cibernético a uma instalação nuclear. Além disso, no domínio da proteção contra radiações, a integração da IA em softwares relacionados a padrões de segurança pode reforçar a proteção de milhões de trabalhadores com exposição ocupacional em medicina, construção, mineração, transporte marítimo, agricultura e energia nuclear.
7. Salvaguardas
Salvaguardas são medidas de verificação técnica por meio das quais a AIEA fornece garantias confiáveis de que os países estão honrando suas obrigações legais de usar material nuclear apenas para fins pacíficos. A AIEA avalia o material nuclear declarado dos estados e as atividades relacionadas ao nuclear e procura verificar a ausência de materiais não declarados por meio de medidas, como inspeções em instalações e locais nucleares.
As salvaguardas dependem de grandes quantidades de dados obtidos por vários meios, como imagens de satélite, amostragem ambiental, espectroscopia de raios gama e vigilância por vídeo. A IA pode ajudar inspetores nucleares e analistas de proteção com a análise desses dados. Métodos de aprendizado de máquina já foram usados para detectar discrepâncias em grandes conjuntos de dados e auxiliar na verificação de combustível usado e na análise de registros de vigilância. Espera-se que a IA melhore ainda mais a eficiência da implementação de salvaguardas, reduzindo o número de tarefas repetitivas realizadas pelos inspetores.
O caminho a seguir
A AIEA oferece fóruns interdisciplinares para profissionais discutirem e fomentarem a colaboração sobre o uso de IA em aplicações nucleares, ciência e tecnologia e está comprometida em compartilhar conhecimento e formar parcerias por meio de sua plataforma AI for Atoms . Como parte dessa iniciativa, a AIEA coopera com a União Internacional de Telecomunicações , o Grupo de Trabalho Interagências da ONU sobre IA e quase 40 outras organizações da ONU para fornecer uma base sólida para o desenvolvimento sustentável acelerado com IA.
