Singularity

Lo scopo del progetto “Singularity” è studiare la fattibilità di una completa automazione di un acceleratore di particelle attraverso lo sviluppo combinato di applicazioni software di intelligenza artificiale (IA) e un hardware di sicurezza in grado di controllare e monitorare i dispositivi dell’acceleratore.

Il progetto mira a realizzare hardware e sviluppare software che consenta l’integrazione dell’intelligenza artificiale per la gestione del rischio e il controllo automatizzato di intere infrastrutture di acceleratori di particelle.

In questo contesto, lo sviluppo del software si concentrerà su un Middle-Layer basato su IA integrato nel sistema di controllo dell’acceleratore al fine di facilitare le richieste degli utenti analizzando i dati ed operando sulla macchina.

Lo scopo principale di questo layer è consentire agli utenti dell’acceleratore di controllare facilmente la macchina senza affrontare le problematiche legate all’interazione con i sofisticati apparati che lo compongono.

Tale layer ospiterà diverse classi di applicazioni di alto livello automatizzate (operazione, condizionamento, diagnostica dei fasci di particelle e rilevamento dei guasti) attraverso diverse approcci di intelligenza artificiale come il “Depp Learning”, il “clustering” ed il “Reinforcement Learning”.

Per quanto riguarda lo sviluppo dell’hardware, verrà sviluppato un dispositivo basato su FPGA integrando, oltre lo stato dell’arte, i principali standard di sicurezza utilizzati negli ambienti industriali e nucleari sia nella progettazione hardware che software.

Questo versatile dispositivo potrà essere ridimensionato per soddisfare le esigenze degli acceleratori e, grazie all’elevato livello di affidabilità, potrà essere il primo in grado di funzionare sia come Sistema di Protezione di Macchina (MPS) e come Sistema per la Sicurezza del Personale (PSS), per proteggere cioè sia gli apparati che compongono l’acceleratore sia i lavoratori dal rischio di esposizione alle radiazioni ionizzanti.

Tutto lo sviluppo, sia hardware che software, sarà modulare e indipendente dalla tipologia di macchina accelerante in modo che possa essere adattato nel modo più versatile per soddisfare qualsiasi esigenza della struttura in termini di prestazioni, architettura e destinazione (ad esempio linac, storage-ring, macchine per utenti, infrastrutture medicali ed industriali, etc …) per essere scalata e composta secondo necessità del caso. L’INFN beneficerà di una migliore gestione dei rischi e dei costi delle strutture, ottimizzando i tempi di attività degli acceleratori per le operazioni e l’esperienza degli utenti.