鑽石舞台

人工智能是指一系列技術的集合，這些技術能夠以類似於人類邏輯和推理的方式跟蹤複雜問題。機器學習技術學習如何在大量數據的基礎上完成特定的任務。人工智能技術正在呈指數級發展，已經能夠對來自各種來源的大量數據進行分類和解釋，以執行各種任務，並幫助應對世界上許多最緊迫的挑戰。人工智能具有巨大的潛力來加速許多核領域的技術發展，從核醫學到水資源管理，再到核科學和工業。2021年，國際原子能機構主辦了核技術與應用人工智能技術會議，旨在提供一個國際性、跨領域的論壇，討論和促進在核科學、技術與應用、輻射防護、核安全和保障核查等領域的合作。目的是確定這些領域今後活動的優先次序以及原子能機構如何能夠支持這些活動的執行。這是首次召開此類會議，也是一次反思人工智能與核技術融合的倫理考慮的機會。本出版物提供了當前技術狀態的概述，概述了挑戰並確定了加速核應用、人工智能科學和技術的機會。原子能機構感謝起草和審查這份出版物的貢獻者所做的工作。負責這份出版物的原子能機構官員是物理和化學科學司的M. Barbarino。

近年來，人工智能(AI)和機器學習(ML)方法在科學技術領域產生了重大影響。這些從數據集或模擬人類表現方面的基於邏輯的算法生成模型的方法同樣可以加速核應用、科學和技術領域實現原子能機構促進和平、健康和繁榮的目標。如圖1所示，為了在這些領域實現人工智能的總體進展，特別是ML，原子能機構可以發揮重要作用，通過建立、託管和管理集中資源，包括數據庫，遵循公平(可查找、可訪問、互操作和可重用)原則和開放科學最佳實踐，提供數據共享管理，支持培訓工作和相關勞動力的發展。以及科學、技術、數學、人工智能和倫理社區之間的聯繫。

許多領域都可以受益於人工智能在核應用領域的使用。在人類健康方面，這些領域包括臨床研究、流行病學、營養、醫學成像、放射療法和衛生專業人員教育。基於人工智能的工具也被用於促進成像方面的不同臨床任務、乳房x線照相術和肺癌篩查方案中的計算機輔助診斷以及核醫學程序中的劑量預測。特別是ML方法還可以提高用於身體成分和骨骼分析的計算機斷層掃描和雙能吸收測量掃描的效率和準確性。將人工智能方法應用於糧食和農業領域的核技術和相關技術，可以在優化農業生產、食品開發、供應鏈管理、食品安全和食品真實性控制等方面取得重大進展並提高效率。在水和環境領域，人工智能可以幫助制定緩解全球水問題的政策。人工智能技術在水文和環境科學方面的應用有望改善模式識別，並實現氣候變化下的模型預測。

在核科學領域，人工智能驅動研究的重點是核數據流程的自動化。這些努力包括，例如，通過使用自然語言處理應用程序編譯來自出版物的數據集，以及正在進行的使用ML方法進行魯棒推理和有意義的不確定性預測的工作。此外，人工智能還可以協助驗證任務和驗證實驗的設計。在核物理學界，人工智能和ML方法被應用於數據分析和理論建模，以提高科學理解和提高數據處理和管理的效率。進一步的努力涉及未來實驗的設計和現有裝置的優化，以及用於核物理的設施的操作，例如粒子加速器。最近在應用人工智能和ML方法解決磁約束和慣性約束聚變研究中的突出問題方面取得的成功表明，這些方法具有顯著加速聚變研發的潛力。全球範圍內的融合研發工作可以通過AI和ML更廣泛地參與融合問題解決方案而受益。在核電領域，行業可以在自動化、設計優化、數據分析、預測和預測、見解提取等領域受益於AI。目前的工作重點是將人工智能技術從試點研究轉移到更廣泛的應用。在輻射防護方面，人工智能的應用及其與控制和監測過程的集成(如外部照射的個人劑量測定)有望產生更快、更靈活和更有效的過程，並有可能在該領域實現深層次的技術變革。特別是人工智能在分析、解釋和理解包括輻射暴露在內的複雜工作過程時，可以模擬人類的認知。

在核安全領域，人工智能的可能應用包括分析光譜和地理空間數據，以改善對監管控制之外的核材料的檢測，增強核材料核算和控制系統，以及識別核設施可能的內部和外部威脅的潛力。另一方面，在核安全系統中使用人工智能可能會引入人類操作人員或人工智能系統本身無法立即識別的潛在漏洞。在這一領域，對人工智能技術受到的網絡攻擊威脅進行重大調查至關重要。保障措施的實地活動依靠各種探測核材料的技術所獲得的越來越多的數據，包括衛星成像和伽馬射線光譜學。結合保障措施下的材料數量的增加，顯然需要更有效的核保障程序。人工智能和ML方法的實施將通過提高這些現場活動的效率大大有利於保障措施。最後，人工智能和核技術的融合可能會加劇學科中現有的倫理問題，並在它們的界面上產生新的問題。因為這兩門學科都涉及風險和不確定性，在利益和可能嚴重的社會和環境危害方面都有巨大的潛力，因此需要在這一界面上建立一門新的學科，即核與人工智能技術倫理(ENAI)。ENAI的目標是建立一種非二元倫理，它可以在核領域的人工智能應用的設計、開發、部署和使用中起到前置作用。這將有助於提高從業者對人工智能和核技術融合的倫理影響的意識，同時創建與利益攸關方進行有力對話的機制。ENAI可以進一步確保決策得到社會的接受和道德上的知情，這最終使人工智能在核領域的應用得到負責任的治理。

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