El Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), en colaboración con IBM y la firma española aggity, ha iniciado la integración de tecnologías de Inteligencia Artificial generativa en sus investigaciones sobre fusión nuclear.
Este desarrollo se lleva a cabo en el Laboratorio Nacional de Fusión (LNF) del CIEMAT en Madrid, dentro del marco del consorcio europeo EUROFusion, con foco en el dispositivo experimental TJ-II. La aplicación de IA busca optimizar el análisis de datos e impulsar la capacidad predictiva en los experimentos que apoyan la participación española en el proyecto internacional ITER.
La iniciativa incorpora el uso de watsonx, la plataforma de IA generativa de IBM, para procesar grandes volúmenes de datos obtenidos del TJ-II, un stellarator operativo desde 1998. Este dispositivo de tipo heliac permite estudiar los fundamentos físicos del plasma de fusión en condiciones controladas y con alta precisión, siendo uno de los principales instrumentos experimentales de España en el área de la fusión termonuclear.
Aplicaciones específicas de la IA generativa en fusión nuclear
Entre los principales casos de uso de watsonx en el proyecto, se incluyen el reconocimiento de patrones en señales e imágenes, la clasificación de datos experimentales y la generación de modelos predictivos personalizados. La colaboración contempla la creación de una plataforma de IA adaptada al entorno científico de la fusión nuclear, con mecanismos reforzados de seguridad de datos y flexibilidad operativa.
El responsable del proyecto de IA en el LNF, Augusto Pereira, ha explicado que se están empleando modelos de lenguaje de gran escala (LLM) para desarrollar asistentes virtuales capaces de generar recomendaciones durante las sesiones de operación del TJ-II. Estos sistemas facilitarán, entre otras tareas, la identificación de configuraciones experimentales previamente eficaces, la elaboración automática de informes de sesión y la simulación de plasmas con confinamiento mejorado mediante técnicas de aprendizaje automático.
Uno de los elementos técnicos centrales del proyecto es la construcción de bases de datos vectoriales especializadas, diseñadas para permitir un acceso ágil y eficiente a los conjuntos de datos históricos y en tiempo real del TJ-II. Además, se ha puesto en marcha una infraestructura de nube híbrida que conecta los sistemas locales del dispositivo con los servicios en la nube de IBM, lo que permite un procesamiento distribuido sin comprometer la confidencialidad de los datos experimentales.
Colaboración científica e integración de modelos generativos
Más allá de la infraestructura tecnológica, la colaboración también se extiende al ámbito científico, mediante el diseño y validación de algoritmos complejos ajustados a los requisitos de la ingeniería nuclear. En este contexto, los investigadores del CIEMAT, en colaboración con IBM, han desarrollado métodos para la generación sintética de señales e imágenes de plasma a partir de observaciones reales. Estas herramientas se emplean tanto para entrenar modelos predictivos como para explorar nuevas configuraciones de plasma sin necesidad de recurrir constantemente a experimentos físicos.
Los modelos generativos entrenados con datos específicos del TJ-II están siendo validados científicamente, con el fin de garantizar que las predicciones obtenidas tengan valor operativo en el entorno experimental. También se están implementando enfoques semánticos avanzados para mejorar la detección de correlaciones en series temporales y en representaciones visuales de plasma, lo que podría acelerar la formulación de nuevas hipótesis científicas.
Contribución del LNF-CIEMAT al ecosistema ITER
El dispositivo TJ-II, aunque no forma parte directa del reactor ITER que se construye en Francia, contribuye activamente a los desarrollos del proyecto internacional mediante la provisión de datos experimentales, modelos teóricos y experiencia en instrumentación. El Laboratorio Nacional de Fusión del CIEMAT participa en el diseño y desarrollo de varios sistemas de diagnóstico que se integrarán en ITER, y colabora con la agencia europea Fusion for Energy (F4E), responsable de gestionar la contribución europea al proyecto.
La introducción de sistemas de inteligencia artificial generativa en estos desarrollos representa una evolución hacia entornos operativos más autónomos y adaptativos, con el potencial de mejorar tanto la seguridad como la eficiencia de los dispositivos experimentales. El objetivo declarado del proyecto actual es construir una plataforma de IA generativa que, tras una fase de validación, permita avanzar en la interpretación automatizada de datos y en la generación de modelos científicos ajustados a los parámetros específicos de los plasmas de fusión.
Infraestructura de datos y entrenamiento especializado
A nivel técnico, la solución incorpora modelos de lenguaje especializados (LLMs y SMLs) entrenados exclusivamente con datos generados por el TJ-II. Esta especialización permite adaptar los modelos a las peculiaridades de la señalización del plasma y a las condiciones operativas del dispositivo, lo que se traduce en una mayor precisión en el análisis y en la generación de respuestas predictivas más ajustadas al entorno real.
Asimismo, la conectividad con IBM Cloud ha permitido desplegar una arquitectura híbrida donde se combinan el procesamiento en local con capacidades de computación en la nube. Este enfoque facilita el escalado de los modelos y la integración de nuevos casos de uso conforme se incrementa el volumen y la complejidad de los datos generados por el LNF.
Perspectivas de colaboración público-privada
La integración de IA generativa en la investigación en fusión nuclear es una manifestación del impulso a la colaboración entre organismos públicos de investigación y actores del sector privado. El CIEMAT, a través del LNF, coordina en la actualidad la participación de más de 30 instituciones académicas, centros tecnológicos y empresas en los programas europeos de fusión, tanto dentro de EUROFusion como en las actividades de F4E.
En este contexto, la alianza con IBM y aggity se enmarca en una estrategia de fortalecimiento del ecosistema nacional de I+D en energía de fusión. La capacidad para atraer inversión privada, transferir conocimiento tecnológico e incorporar innovación en procesos científicos complejos son elementos clave para asegurar la participación de España en proyectos internacionales de gran envergadura.
