সূর্যের কেন্দ্রের চেয়েও গরম কণাগুলো যখন মিলিসেকেন্ডের মধ্যে অস্থির হয়ে ওঠে, তখন মানুষের প্রতিক্রিয়ার সময় অনেক কম। যুক্তরাষ্ট্রের ডিপার্টমেন্ট অফ এনার্জির প্রিন্সটন প্লাজমা ফিজিক্স ল্যাবরেটরি (PPPL) ও প্রিন্সটন ইউনিভার্সিটির গবেষকরা এই চ্যালেঞ্জ মোকাবিলায় একটি কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা-ভিত্তিক সফটওয়্যার তৈরি করেছেন, যা মানুষের চেয়ে দ্রুত ফিউশন প্লাজমা নিয়ন্ত্রণে সিদ্ধান্ত নিতে পারে।

PACMAN (Prediction And Control using MAchiNe learning) নামের এই ফ্রেমওয়ার্কটি সান ডিয়েগোর DIII-D ন্যাশনাল ফিউশন ফ্যাসিলিটি টোকামাকে পাঁচটি পরীক্ষায় সফলভাবে পরীক্ষা করা হয়েছে, সম্প্রতি Nuclear Fusion জার্নালে ফলাফল প্রকাশিত হয়েছে।

কেন গতি এত গুরুত্বপূর্ণ?

ফিউশন গবেষণায় টোকামাক নামক ডিভাইস ব্যবহার করে অত্যধিক গরম প্লাজমাকে শক্তিশালী চুম্বকক্ষেত্র দিয়ে আটকে রাখা হয়। কিন্তু প্লাজমা স্থিতিশীল রাখতে হিটিং সিস্টেম, ম্যাগনেট ও গ্যাস ইনজেক্টরে নিরবচ্ছিন্ন সমন্বয় প্রয়োজন। প্লাজমার অস্থিরতা (instability) মিলিসেকেন্ডের মধ্যে তৈরি হতে পারে, যা মানুষের পক্ষে সামলানো অসম্ভব। অন্যদিকে, কম্পিউটার সিমুলেশন প্লাজমার আচরণ ভবিষ্যদ্বাণী করতে পারে, তবে তা দিন বা মাস সময় নেয়, ফলে পরীক্ষার সময় রিয়েল-টাইম নিয়ন্ত্রণ সম্ভব নয়।

গবেষক অ্যান্ডি রথস্টেইন বলেছেন, "একজন মনোযোগী মানব অপারেটর সেকেন্ডের মধ্যে সাড়া দিতে পারে। PACMAN-এর পুরো চক্র প্রায় ২০ মিলিসেকেন্ডে সম্পন্ন হয়—এবং তা বারবার। এটি প্লাজমায় ক্ষুদ্র পরিবর্তন দেখে এমনভাবে সামঞ্জস্য করতে পারে যা মানুষ কখনোই পারে না"।

PACMAN কীভাবে কাজ করে?

PACMAN একটি ইন্টিগ্রেটেড কন্ট্রোল সিস্টেম যা চারটি ধাপে কাজ করে:

১. তথ্য সংগ্রহ ও যাচাই: টোকামাকের রিয়েল-টাইম পরিমাপ (তাপমাত্রা, ঘনত্ব, চৌম্বক সংকেত) সংগ্রহ করে ত্রুটি পরীক্ষা করে।
২. এআই মডেল দ্বারা ভবিষ্যদ্বাণী: মেশিন লার্নিং মডেলগুলো প্লাজমার বর্তমান ও ভবিষ্যৎ আচরণ মূল্যায়ন করে।
৩. কন্ট্রোলার দ্বারা সিদ্ধান্ত: পূর্বাভাসের ভিত্তিতে প্রয়োজনীয় সমন্বয়ের নির্দেশ তৈরি করে (যেমন হিটিং পাওয়ার পরিবর্তন)।
৪. নিরাপত্তা যাচাই ও বাস্তবায়ন: কমান্ড পাঠানোর আগে হার্ডওয়্যার সীমা পরীক্ষা করে এবং পরস্পরবিরোধী নির্দেশনা সমাধান করে।

এই মডুলার ডিজাইনের সুবিধা হলো, প্রথম মডেল সংযুক্ত করতে মাস সময় লাগলেও দ্বিতীয়টি সংযুক্ত করতে মাত্র কয়েকদিন সময় লেগেছে, যা গবেষকদের দ্রুত নতুন মডেল পরীক্ষা ও প্রতিস্থাপন করতে সাহায্য করে।

পাঁচটি পরীক্ষায় যা প্রমাণিত হলো

DIII-D টোকামাকে পাঁচটি পরীক্ষায় PACMAN নিম্নলিখিত দক্ষতা প্রদর্শন করেছে:

• রিইনফোর্সমেন্ট লার্নিং মডেল দিয়ে প্লাজমা হিটিং সম্পূর্ণ নিয়ন্ত্রণ।

• প্লাজমা প্রান্ত থেকে আকস্মিক শক্তি বিস্ফোরণ (energy bursts) ভবিষ্যদ্বাণী।

• দ্রুত কণার কারণে সৃষ্ট তরঙ্গ শনাক্ত ও নিয়ন্ত্রণ।

• গবেষকদের নির্ধারিত লক্ষ্যে প্লাজমার ঘনত্ব ও ঘূর্ণন সামঞ্জস্য।

• টিয়ারিং মোড (tearing mode) নামক সম্ভাব্য বিঘ্নকারী অস্থিরতা প্রায় ২০০ মিলিসেকেন্ড আগে ভবিষ্যদ্বাণী করে তা প্রতিরোধ—এটি বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ, কারণ প্রচলিত কন্ট্রোলার অস্থিরতা শুরু হওয়ার পরই তা সনাক্ত করতে পারে।

এছাড়াও, PACMAN DIII-D-এর ছয়টি গাইরোট্রন (প্লাজমা হিটিংয়ের জন্য শক্তিশালী মাইক্রোওয়েভ বিম) সমন্বয় করে তাদের পাওয়ার ও মিরর পজিশন সামঞ্জস্য করেছে।

মানুষের ভূমিকা ও ভবিষ্যৎ

গবেষকরা স্পষ্ট করেছেন যে PACMAN মানুষের তত্ত্বাবধান প্রতিস্থাপনের জন্য নয়। মানব অপারেটররা নিয়ন্ত্রণের লক্ষ্য ও প্যারামিটার নির্ধারণ করেন, আর ফ্রেমওয়ার্ক AI-এর সুপারিশ নির্বিশেষে হার্ডওয়্যার সুরক্ষা সীমা কার্যকর করে।

PPPL ও প্রিন্সটনের সহযোগী অধ্যাপক এগেমেন কোলেমেন বলেছেন, PACMAN-এর মডুলার ডিজাইন ভবিষ্যতে বিভিন্ন টোকামাক ডিজাইন ও আকারের জন্য অভিযোজিত হতে পারে, যা ফিউশন সুবিধাগুলোর জন্য একটি সাধারণ AI-ভিত্তিক প্লাজমা নিয়ন্ত্রণ প্ল্যাটফর্ম হিসেবে কাজ করতে পারে।

সারসংক্ষেপ

PACMAN প্রমাণ করেছে যে মেশিন লার্নিং মডেল প্লাজমার আচরণ মিলিসেকেন্ডে ভবিষ্যদ্বাণী করতে পারে, যা ফিউশন পরীক্ষাগুলোকে দ্রুত, নিরাপদ ও দক্ষ করতে সাহায্য করবে। এটি গবেষকদের বিঘ্নকারী অস্থিরতা শুরু হওয়ার আগেই প্রতিরোধের সুযোগ দেয়, যা ফিউশন শক্তির পথে একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ। তবে মানব অপারেটররা সর্বদা চূড়ান্ত নিয়ন্ত্রণ ও সুরক্ষা সীমা নির্ধারণে নিয়োজিত থাকবে।