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Interpretability guided transfer learning approaches for tritium pedestal predictions

A Gillgren, D Yadykin, P Strand, JET Contributors2026年6月Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

We explore transfer learning approaches to extend data-driven pedestal models trained on deuterium (D) plasmas to tritium (T) and DT mixtures. Specifically, we use models pre-trained on JET D pulses, and JET T/DT data for the transfer learning. We use model interpretability to guide our choice of transfer learning strategy. Analysis of model behavior post transfer learning reveals that sparsity and multicollinearity in the T/DT data lead to severe overfitting when fine-tuning the weights of the pre-trained neural network-based models. Therefore, we instead use a more robust and simple output calibration approach to facilitate the impact of isotope composition. This yields models with between 0.66-0.87, performing significantly better than uncalibrated models though not matching the original D-only performance. The scaling coefficients obtained qualitatively agree with previous research, namely that the pedestal density scales positively with increased isotope mass, while pedestal temperature exhibits a weak negative scaling with isotope mass. This work highlights the importance of understanding model behavior in transfer learning to ensure reasonable functional mappings, which is particularly relevant for fusion research where sparse, multicollinear data are encountered.

装置

jet高精度(AI判定)

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TritiumPedestal

AIによる論文要約

トリチウムペデスタル予測のための解釈可能性誘導転移学習アプローチ
JA核融合研究者、特にペデスタルモデリングや同位体効果を扱う研究者、および核融合データに機械学習を応用する実践者#転移学習 #核融合 #ペデスタルモデリング #トリチウム #解釈可能性
LLM向け: {"Title": "Interpretability guided transfer learning for tritium pedestal predic…

核融合研究では、重水素(D)プラズマからトリチウム(T)やDT混合プラズマへのペデスタル予測モデルの拡張が重要です。本研究では、JET装置のDパルスで事前学習したニューラルネットワークモデルに転移学習を適用し、T/DTデータで調整しました。モデルの解釈可能性を活用して戦略を選択したところ、T/DTデータのスパース性と多重共線性により、微調整では深刻な過学習が発生することが判明しました。そこで、よりロバストな出力較正アプローチを用いたところ、決定係数0.66–0.87を達成し、未較正モデルより大幅に改善しました。得られたスケーリング係数は、ペデスタル密度が同位体質量と正の相関、温度が弱い負の相関を持つという従来の知見と定性的に一致しました。この研究は、転移学習におけるモデル動作の理解が、スパースで多重共線性のある核融合データにおいて重要であることを示しています。

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