Китайские учёные создали робота-химика, способного извлекать кислород из воды на Марсе


Фото из открытых источников
Ученые в Китае создали робота-химика с искусственным интеллектом (ИИ), который может извлекать кислород из марсианской воды без присмотра человека.
 
Синтез полезных ресурсов из местных материалов на Марсе будет иметь важное значение для выживания людей на Красной планете. Извлечение кислорода из материалов — в процессе, называемом реакцией выделения кислорода (OER) — особенно важно, пишут исследователи в статье, описывающей нового химика-ИИ, которая была опубликована в журнале Nature.
 
С этой целью команда создала мобильного робота, который автоматизировал весь процесс извлечения кислорода из пяти марсианских и марсиоподобных образцов метеоритов. Они также протестировали систему в моделируемой среде поверхности Марса.
 
Важно отметить, что ИИ искал идеальную формулу для производства кислорода в любом образце из почти 4 миллионов возможных комбинаций — на что у человека ушло бы более 2000 лет.
 
«Наше исследование демонстрирует, что продвинутый химик по искусственному интеллекту может без вмешательства человека синтезировать катализаторы OER на Марсе из местных руд», — пишут исследователи.
 
Первый шаг в извлечении кислорода включает отправку образцов метеорита на объект для анализа в полностью автоматизированной лаборатории. После этого робот предварительно обрабатывает руду, удаляя нежелательные примеси и материалы. Затем он использует материалы внутри метеора для создания катализатора — процесса, называемого каталитическим синтезом, — который проверяется в ходе электрохимических испытаний.
 
Тип катализатора, который он может производить с использованием имеющихся ресурсов и наиболее эффективно работать для извлечения кислорода, может сильно различаться, поэтому выбор правильного является жизненно важным шагом. Здесь на помощь приходит химик по искусственному интеллекту.
 
Вычислительный модуль на борту робота, получивший название «вычислительный мозг», сочетает в себе алгоритмы машинного обучения с теоретическими моделями для анализа как экспериментальных данных, полученных роботом, так и массивных данных моделирования.
 
Пока робот работает, он собирает информацию и отправляет эти экспериментальные данные на облачный сервер, где вычислительный мозг использует машинное обучение для выполнения десятков тысяч симуляций, чтобы определить лучший способ выработки кислорода. Эти данные передаются в модель нейронной сети, которая быстро переобучается и оптимизируется с использованием новых экспериментальных данных робота.
 
Алгоритм определяет лучшую комбинацию материалов для синтеза лучшего катализатора OER, который проверяет химик ИИ. Затем робот капает оптимизированные «каталитические чернила» на метеор, который вместе с электродом используется для производства кислорода.
 
Ученые пояснили, что эту систему можно также использовать для производства многих других химикатов и соединений.