阿贡实验室举办AI STEM峰会推动核能教育革新
摘要
阿贡国家实验室举办人工智能STEM教育峰会，探讨AI对核工程等STEM领域的重塑。展示了Aurora超算和METL液态金属测试设施如何将AI、XR技术应用于核能教育、培训和研究。峰会强调培养AI就绪的STEM劳动力，通过沉浸式技术将核电站带入课堂，提升核专业人员培训效率，为未来核能行业变革奠定基础。
去年九月，在伊利诺伊州莱蒙特市的芝加哥郊区，阿贡国家实验室举办了首届人工智能 STEM 教育峰会。超过180名来自高中、社区学院和大学的教育工作者、STEM 管理人员以及各学科专家齐聚一堂，以“一个生态系统，多种路径——打造人工智能就绪的 STEM 劳动力”为主题，讨论了人工智能如何重塑 STEM 相关产业，包括对核工程课堂和劳动力的影响。
在峰会上发言的包括来自阿贡实验室、计算机技术公司英特尔、生物技术公司基因泰克、芝加哥公立学校、伊利诺伊数学与科学学院、伊利诺伊理工学院、沃基肖县技术学院、芝加哥州立大学以及非营利组织教育发展中心的领导人。
与美国能源部的许多其他设施一样，阿贡实验室处于当今最复杂的人工智能技术前沿，包括现代化能源基础设施、延长汽车电池寿命、设计新材料、研究医学进展、创建更具预测性的气候模型以及开发自动化实验等领域。这项研究的关键部分是阿贡实验室的 Aurora 超算，这是世界上首批最快的百亿亿级超级计算机之一，能够执行至少一个百亿亿次浮点运算，定义为每秒一百亿亿（10^18）次计算。
阿贡实验室还是机制工程试验回路（METL）的所在地，该研究将人工智能融入增强现实（AR，将数字信息实时叠加到现实世界环境中）和扩展现实（XR，创造交互体验的沉浸式技术的广义术语）等沉浸式技术。METL 是美国最大的液态金属测试设施，致力于开发用于先进钠冷快堆的中小型组件。METL 团队为此类反应堆构思、制造和演示设备与仪器仪表。
库尔特根
据德里克·库尔特根（Derek Kultgen）介绍，他在九月峰会时担任 METL 的小组负责人和首席机械工程师，“关于 XR 用于核劳动力培训的主要观点是，利用 METL 设施，我们能够在核设施全生命周期中演示 XR 应用。具体示例包括加速制造和最小化施工期间的错误、沟通新设计、使用 Meta Quest 头显将控制室带到任何房间，以及数字化运营。”
人工智能 STEM 教育峰会设有演讲、小组讨论和互动分组会议，与会者在这些会议上交流将人工智能融入 STEM 课堂和劳动力的想法。来自研究、教育和商业领域的领导人分享了人工智能对各领域影响的真实案例。
阿贡实验室主任保罗·卡恩斯在向峰会参与者致辞时表示，“培养下一代科学家、工程师和创新者是阿贡实验室的最高优先事项之一。我们通过科学不断改变世界的能力取决于像我们今天在这里建立的伙伴关系。”
在峰会上发言的商业领袖中包括总部位于德克萨斯州的科技企业家拜伦·里斯。拥有多项技术专利的里斯发表了主题演讲，描述了人工智能如何加速科学技术发现。
阿贡实验室数据科学与学习部副主任拉杰夫·塔库尔也讨论了通过使用人工智能加速发现，包括在能源、国家安全和人类健康等领域。“人工智能将帮助我们解决重大挑战，但其真正的遗产将来自于我们还无法想象的发现和创新——由那些知道如何驾驭它的人们实现。STEM 的未来将属于那些做好准备的人，而确保学生准备好引领方向是我们的责任，”他说。
布鲁奥萨斯
阿贡实验室机构伙伴关系主任梅里迪斯·布鲁奥萨斯（Meridith Bruozas）指出，“阿贡实验室的研究人员正在展示人工智能如何改变科学本身。这次峰会不仅是分享我们工作的机会，也是向其他在教育和研究中推进人工智能的人们学习的机会。通过将这些见解带给教育工作者，我们可以帮助课堂反映现实世界的创新，并赋予学生塑造未来所需的技能和视角。”
布鲁奥萨斯告诉《核新闻》，“人工智能正在革命性加速科学发现并改变科学的进行方式。为了保持竞争力，我们必须发展人工智能就绪的 STEM 劳动力。为支持这一目标并与美国能源部的 Genesis 使命保持一致，阿贡实验室正在通过人工智能 STEM 教育峰会和人工智能 STEM 教育 Jam 等活动召集教育领导人。”
Genesis 使命于去年11月通过总统行政命令设立，目标是开发“一个集成平台，连接世界各地的超级计算机、实验设施、人工智能系统和跨所有主要科学领域的独特数据集，以在十年内将美国研究和创新的生产力和影响力翻倍。”人工智能 STEM 教育 Jam（也称为千名科学家人工智能 Jam）于2月28日在阿贡、布鲁克海文、Idaho、劳伦斯伯克利、劳伦斯利弗莫尔、洛斯阿拉莫斯、Oak Ridge、太平洋西北和普林斯顿等离子体物理国家实验室举行，是一场线上线下混合活动。参与者在首次计划的几场“jam sessions”中探索了先进的人工智能模型。
布鲁奥萨斯说，“这些活动提高了认识，提供了实践学习经验，并建立了致力于将人工智能融入 STEM 课堂和未来学习经验的教育领导人网络。这些活动还强调了 STEM 教育需要发展的必要性，对于培养下一代人工智能就绪的 STEM 人才至关重要。”
九月峰会提供了大量关于阿贡实验室使用人工智能、XR、机器学习、数据科学和高性能计算推动科学突破的信息。
Aurora 超级计算机横跨八排冰箱大小的机柜，共有166个计算机机架。（照片：阿贡实验室）
与英特尔和惠普企业合作建造的 Aurora 于2025年1月向全球研究人员开放使用，并推动了其中许多突破。位于阿贡领导计算设施内，它配备了63,744个图形处理单元和84,992个网络端点。它横跨八排冰箱大小的机柜，拥有166个计算机机架，重600吨，占地10,000平方英尺，包含300英里的网络电缆。Aurora 消耗的能源相当于数千个家庭，需要一个拥有44,000加仑冷冻水的冷却系统。