近日，美國能源部橡樹嶺國家實驗室(ORNL)的一組研究人員正在探索一種創(chuàng)新方法，利用虛擬現(xiàn)實(VR)技術(shù)來了解核反應(yīng)堆內(nèi)的人類行為模式，旨在提高安全設(shè)施的內(nèi)部威脅應(yīng)對能力。

ORNL 實習(xí)生 Josie Fellers 在實習(xí)生 Mason Stott 的幫助下試用了 HFIR 虛擬現(xiàn)實護目鏡。圖片來源：Liz Neunsinger/ORNL，美國能源部

ORNL位置情報小組負責(zé)人Gautam Malviya-Thakur表示，該項目的總體愿景是積極應(yīng)對安全設(shè)施(如核反應(yīng)堆、燃料庫和其他關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施)中的內(nèi)部威脅。通過VR技術(shù)，研究人員希望能夠幫助了解人們在安全設(shè)施中的基本行動模式，包括他們的行走路徑、花費的時間、進入的區(qū)域以及進入的資格等。

研究人員Debraj De指出，正常行為模式有助于發(fā)現(xiàn)異常行為。例如，如果工人決定做一些他們無權(quán)做的事情，這種行為就會顯得異常。為了收集生活模式數(shù)據(jù)，De的團隊創(chuàng)建了一個由數(shù)字代表(稱為代理)組成的模擬群體，這些代理在核反應(yīng)堆內(nèi)移動，模擬正常的工作和生活模式。通過模擬，團隊能夠在短時間內(nèi)積累涵蓋數(shù)年甚至數(shù)十年行為的數(shù)據(jù)集。

隨后，研究人員創(chuàng)建了一個核反應(yīng)堆設(shè)施的虛擬模擬，將模擬人口數(shù)據(jù)與高通量同位素反應(yīng)堆(HFIR)的數(shù)字孿生相結(jié)合，創(chuàng)建了工作人員在核反應(yīng)堆內(nèi)工作的虛擬現(xiàn)實場景。使用VR眼鏡，用戶可以在虛擬HFIR中操作，留下可追蹤的活動軌跡，從而建立生活模式。

ORNL人工智能研究科學(xué)家Chathika Gunaratne表示，團隊在HFIR傳感器部署受限的情況下，根據(jù)與設(shè)施管理人員討論期間收集的軼事證據(jù)，建立了基于代理的模型，并收集了非玩家角色(NPC)的人類運動數(shù)據(jù)。戴上VR頭盔的終端用戶可以看到周圍的設(shè)施和設(shè)備，NPC在場景中四處走動，模擬真實的工作場景。

這項工作的一部分最近在比利時布魯塞爾舉行的第25屆IEEE MDM'24會議上獲得了最佳演示論文獎。其他HFIR模擬結(jié)果也將在相關(guān)會議論文集中發(fā)表，這些結(jié)果使用非玩家角色創(chuàng)建了逼真的畫面，使VR體驗更加真實。

Gunaratne表示，通過這種HFIR模擬，團隊可以根據(jù)成本和安全風(fēng)險嘗試不同的假設(shè)情景，以找出在非典型事件期間正常行為會發(fā)生哪些變化。此外，這種模擬還可以用于訓(xùn)練應(yīng)急響應(yīng)人員應(yīng)對受限或安全校園內(nèi)的假設(shè)情景。

該項目由ORNL實驗室指導(dǎo)研究與開發(fā)計劃資助，未來有望為核設(shè)施的安全運行提供更加有效的監(jiān)測手段。