NVIDIA dan General Atomics merilis kembar digital berbasis kecerdasan buatan untuk reaktor fusi DIII-D.
Simulasi plasma yang dulu makan waktu berminggu-minggu kini beres dalam hitungan detik.
Dampaknya langsung terasa di ruang kendali dan lab: tim bisa mencoba banyak skenario tanpa menyentuh reaktor fisik yang harganya selangit. Raffi Nazikian, Pimpinan Sains Data Fusi di General Atomics, sudah lama hidup dengan “waktu tunggu” simulasi.
“Kemampuan eksplorasi skenario secara virtual ini benar-benar mengubah permainan,” ujarnya.
“Kami bisa menguji, menyempurnakan, dan memverifikasi ide jauh lebih cepat.” Tom Gibbs, Manajer Hubungan Pengembang di NVIDIA, menjelaskan fondasinya.
“Kami membangun kembar digital di atas platform Omniverse,” katanya.
“Data sensor, simulasi fisika, model rekayasa, dan model kecerdasan buatan pengganti menyatu dalam satu alur yang sinkron dan waktu nyata.” Kembar digital adalah tiruan virtual dari reaktor fisik. Bentuk, komponen, sampai perilakunya disalin ke dunia digital, lalu terus diperbarui oleh data sensor dari lapangan.
Jadi, saat tim mengubah arus, medan magnet, atau strategi kendali, kembar digital bereaksi seperti reaktor aslinya.
Bedanya, semua berlangsung di ruang aman yang tidak membahayakan perangkat nyata. Stabilitas ini krusial karena reaktor fusi tokamak—reaktor berbentuk donat untuk menahan plasma—beroperasi pada suhu ratusan juta derajat.
Sedikit salah langkah bisa berakibat mahal. Di balik kecepatan itu ada tiga model kecerdasan buatan pengganti:
EFIT memetakan keseimbangan plasma.
CAKE meramal batas plasma.
ION ORB memperkirakan kepadatan panas dari ion yang lolos.
Model-model ini dilatih di superkomputer seperti Polaris di Argonne Leadership Computing Facility dan Perlmutter di National Energy Research Scientific Computing Center.
Setelah matang, semuanya berjalan kencang di unit pemroses grafis (GPU) NVIDIA. “Proses yang dulu makan waktu berminggu-minggu sekarang selesai dalam hitungan detik,” tegas Nazikian.
“Tim bisa iterasi eksperimen hampir seketika.” Dengan kecepatan seperti ini, para peneliti bisa menjalankan skenario “bagaimana jika” berkali-kali, melihat konsekuensi teknisnya, lalu memilih opsi terbaik sebelum menyentuh peralatan fisik. “Tim bisa menjalankan skenario tanpa menyentuh mesin,” tambah Gibbs.
“Keputusan jadi lebih cepat dan konsisten karena semua orang melihat data yang sama dari satu sumber kebenaran.” Kekuatan lain dari kembar digital ada pada cara kerja tim. Insinyur di lokasi berbeda tetap sinkron karena semua terhubung lewat Omniverse. Seorang peneliti desain di General Atomics menggambarkan pengalamannya singkat:
“Tiga insinyur di tiga kota, mengerjakan tiga komponen di tiga aplikasi berbeda, semua tersinkron.
Visualisasi waktu nyata membantu kami mengunci pilihan desain lebih cepat.” Aspek keselamatan juga naik kelas. Robot perawatan bisa “sekolah” dulu di simulasi dengan data sintetis.
“Saat turun ke reaktor, risikonya jauh berkurang,” ujar Gibbs. Ini penting karena ruang operasi sempit, perangkat mahal, dan toleransi kesalahan sangat kecil. Dorongan ke arah energi bersih makin kuat. Investasi di sektor fusi naik, sementara kebutuhan listrik untuk pusat data kecerdasan buatan terus tumbuh. “Riset fusi kini juga tantangan komputasi dan algoritme cerdas,” kata Gibbs.
“Kembar digital menjadi percepat fusi—semacam fusion accelerator—yang mempercepat uji coba dan validasi ide.” Nazikian menutup dengan target ke depan.
“Kami ingin kontrol dan optimisasi plasma yang proaktif,” ujarnya.
“Model baru akan masuk, sensor baru terintegrasi, dan akses ilmuwan DIII-D akan makin luas.” Singkatnya, dunia fisik dan digital kini berjalan berdampingan.
Keduanya saling menguatkan untuk mendekatkan kita pada energi fusi yang benar-benar bisa dioperasikan.
Apa itu kembar digital
“Tujuan kami kontrol mendekati waktu nyata. Prediksi jadi cepat dan tetap presisi untuk menjaga stabilitas plasma.” — Raffi Nazikian
Dari minggu ke detik
Kolaborasi tanpa batas dan lebih aman
Mengapa penting sekarang