Aplicações de Inteligência Artificial em Energia Nuclear

Por André Luis Ferreira Marques

Em recente evento na UFRJ, descrevi algumas aplicações de Inteligência Artificial em Energia Nuclear.

Aplicações de Inteligência Artificial em Energia Nuclear

O campo que mais se mostra promissor é o uso da IA para manutenção preditiva e prescritiva, o que já ocorre, e no processamento de documentos de licenciamento, o que ainda é embrionário. A parte mais desafiadora é o auxílio na operação de reatores nucleares de potência, por causa da velocidade de se chegar a conclusões e prognóstico de ações a tomar.

Essas aplicações demandam ‘Large Language Models – LLM’ treinando com muitos dados, para varrer todos os casos possíveis e ter a melhor precisão e assertividade. Afinal, trata-se de setor onde o risco aceitável encontra-se nas faixas mais estreitas. Com isso, os sistemas de IA demandaram hardware em escala intensiva, considerando todos os atuais tipos: CPU, GPU, NPU e TPU. Este último grupo (Tensor Processing Unit) é uma linha de avanço liderada pelo Google, o que incrementa a velocidade de processamento, onde as camadas de microchips situam-se próximo a 3 nanômetros. Para a tecnologia atual de CPU, as camadas situam-se próximo a 15 nanômetros.

 Toda essa situação demanda energia, não apenas diretamente pelo hardware, mas também pelos ‘clusters’ envolvidos e seus respectivos sistemas de resfriamento. A figura abaixo mostra uma estima inicial, onde considerei o hardware disponível nos próximos 5 anos.

Aplicações de Inteligência Artificial em Energia Nuclear

Como se pode ver, na hipótese de que a IA consiga auxiliar na operação de reatores, o investimento em energia para essa aplicação pode chegar a 1% do total produzido pela usina. Não é um valor assustador, mas indica o nível de sofisticação e demanda que se pode chegar. 

Nesta avaliação numérica, considerei o hardware médio disponível atualmente e, para o caso mais avançado, o predomínio da tecnologia TPU. Para a parte de manutenção preditiva, as tecnologias de CPU e GPU já se mostram capazes de auxiliar o setor nuclear atualmente.

Aplicações de Inteligência Artificial em Energia Nuclear