作为美国能源部“创世纪计划”一部分，费米实验室正与另外六个国家实验室合作开发人工智能工具，旨在提高粒子加速器的效率和创新能力。
粒子加速器是人类迄今建造的最强大工具之一，极大推动了物理学、化学、材料科学和生物学领域的发现。其开发的新技术在诸多现代进步中发挥关键作用，如生产癌症治疗医用同位素、实现聚变研究突破、清除水中化学物质等。然而，粒子加速器极其复杂，最先进的需数年研究、设计和建造，且由成千上万个设备协同工作产生多种粒子束。
为解决这一复杂性，费米实验室在多办公室粒子加速器团队(MOAT)中发挥核心作用。MOAT正创建统一先进人工智能系统，融入粒子加速器整个生命周期。MOAT合作者、费米实验室加速器研究部主任乔纳森·贾维斯称，MOAT最终愿景是将人工智能完全融入加速器的设计、建造和运行中，从根本上改变发现速度和创新。
美国能源部“创世纪计划”旨在推进人工智能发展、加速科学发现。MOAT是“变革性人工智能模型联盟”(ModCon)成员，ModCon是该计划核心，将开发并部署能自我改进的人工智能模型，利用能源部数据、设施和专业知识。来自伯克利、阿贡、费米实验室、杰斐逊、橡树岭、SLAC和布鲁克海文国家实验室的研究人员共同开发MOAT。劳伦斯伯克利国家实验室高级建模项目负责人兼MOAT项目负责人让 - 吕克·韦表示，加速器应用广泛，对很多领域影响巨大。
费米实验室的加速器技术测试设施FAST/IOTA将作为多办公室加速器团队开发的人工智能工具的测试平台之一。图片：Ryan Postel，费米实验室
费米实验室的加速器技术测试设施FAST/IOTA将作为MOAT人工智能工具的关键演示平台，且具有灵活性，可测试多种加速器和粒子束。MOAT的人工智能系统处于早期研发阶段，但近期向美国能源部科学办公室首次展示成果，重点介绍了初步部署的Osprey人工智能工具，该工具利用人工智能代理将特定任务执行速度提升100倍。人工智能代理是能进行推理、规划和行动的自主软件系统，只需极少人工干预，是MOAT方法和长期愿景的关键要素。伯克利实验室MOAT项目合作者、Osprey创建者Thorsten Hellert称，“创世纪计划”促使团队携手合作开发新人工智能软件。
优化途径之一是利用运行粒子加速器综合体数十年积累的知识。加速器操作员确保加速器最佳运行，应对故障时需找到以往成功解决方案。MOAT的人工智能系统将基于费米实验室和其他美国能源部加速器综合体的所有已记录修复方案进行训练，提供即时解决方案并附信息来源引用。
MOAT还将为每个加速器复合体开发数字孪生模型，作为虚拟诊断和推测性束流调谐测试平台，在实际更改前进行测试。与现有模拟不同，虚拟孪生模型与真实粒子加速器互联，形成持续反馈循环，使人工智能学习加速器对调整的响应，不断改进模型，更准确反映真实组件性能。
MOAT的人工智能技术将融入加速器的概念设计和研发阶段。若愿景全面实现，有望节省数十亿美元、数年时间，并显著提升粒子加速器性能和价值。让 - 吕克·韦表示，MOAT目标是加快基础物理、化学、生物学、材料科学等领域发现和拓展知识的速度，使研究成果成倍拓展研究范围，如研发新药、核聚变等粒子加速器应用。
据悉，MOAT由美国能源部伯克利国家实验室牵头，与费米实验室、阿贡国家实验室、布鲁克海文国家实验室、杰斐逊国家实验室、橡树岭国家实验室和SLAC国家实验室合作开展。费米国家加速器实验室是美国国家粒子物理和加速器研究实验室，由费米前瞻发现小组代表美国能源部科学办公室管理。
