Οξυγόνο στον Άρη; Το ρομπότ «AI χημικός» θα το φροντίσει

Αποικιακή αγορά και σταθερότητα ώστε να μπορούν να παραμείνουν μόνιμα ενώ είναι ανοιχτά και ανοιχτά σε δημόσια και ιδιωτική χρήση. Για να γίνει αυτό όμως εφικτό, υπάρχουν πολλά εμπόδια που πρέπει να ξεπεραστούν. Ένα πάνω από όλα, η έλλειψη μοριακού οξυγόνου.

Στο μεταξύ, είναι σημαντικό να ακολουθήσουμε τις ενδείξεις του Άρη όπως και να υπάρχουν. Η διαδικασία προσθήκης ενός στρώματος ενέργειας στην ηλεκτροκαταλυτική διαδικασία της διαδικασίας και προετοιμασίας για την αποσύνθεση του νερού, επιτρέπει στον Κόκκινο Πλανήτη να σχηματίσει έναν πάγο και μια ισχυρή υγρή κατάσταση, έτσι ώστε να ενισχυθεί η ενέργεια της ηλιακής ενέργειας κατά την προετοιμασία του καταλύτη. , ώστε να συνεχίσετε να αναπτύσσεστε και να επιταχύνετε την πρόοδό σας.

Η επιφάνεια του δέρματός σας, η λάμψη του ήλιου είναι γυμνή: θα πρέπει να είστε σε θέση να αποικίσετε τον Άρη αμέσως. Αλλά όχι. Το πρόβλημα είναι ακριβώς οι καταλύτες. Εγγυώντας το κόστος παραγωγής του προϊόντος, στην πραγματικότητα θα έπρεπε να μεταφέρουμε συνεχώς αυτές τις ουσίες από τη Γη, κάτι που, όπως μπορείτε να φανταστείτε, θα είχε πολύ υψηλό κόστος. Ο καλύτερος τρόπος για να γίνει αυτό είναι να διασφαλιστεί ότι λαμβάνονται τα απαραίτητα μέτρα, ώστε τα αποτελέσματα να είναι άμεσα, στην ιστοσελιδα, χρησιμοποιώντας πρώτες ύλες που υπάρχουν ήδη στον Άρη. Άλλωστε, είμαστε μια ομάδα επιστημόνων από την Ακαδημία Επιστημών στον τομέα της επιστήμης. Ελα? Χάρη στην ανάπτυξη ενός ρομπότ εξοπλισμένου με τεχνητή νοημοσύνη ικανό να συνθέσει αυτά τα μόρια. Δεν έχει την ανθρώπινη εμφάνιση της καλλιτεχνικής αναπαράστασης της παραπάνω εικόνας, ας είμαστε ξεκάθαροι. Είμαστε πολύ σε επαφή μεταξύ μας κατά τη διάρκεια της διαμονής μας. Η έρευνα, που πραγματοποιήθηκε σε συνεργασία με το Deep Space Exploration Laboratory, δημοσιεύεται τώρα Σύνθεση της φύσης.

Χημικός τεχνητής νοημοσύνης – αυτό είναι το όνομα του ρομπότ, από το παιχνίδι των λέξεων μεταξύ του «αλχημιστή» και των αρχικών του τεχνητή νοημοσύνη – έχει μέγεθος μικρού φωτοτυπικού, επομένως κατάλληλο για μεταφορά σε αεροσκάφος προσγειωτής Ή κλέφτης. Ήδη εσωτερικά, ωστόσο, γίνονται πειράματα που στη Γη θα απαιτούσαν μεγαλύτερα όργανα και εργαστήρια, καθώς και χρόνια ανθρώπινης εργασίας. Το σύστημα βρίσκεται σε καλή κατάσταση παραγωγής και καταλύεται από τη διαδικασία ανάπτυξης παρέμβασης. Η προεπεξεργασία του αρειανού ορυκτού, η χημική σύνθεση του μορίου, ο χαρακτηρισμός του και οι δοκιμές της απόδοσής του είναι φάσεις που όλα λαμβάνουν χώρα εντελώς αυτόματα στο AI-χημικό.

Εδώ είναι μια κατευθυντήρια γραμμή: χωρητικότητα, μια πλήρης ανάλυση της σύνθεσης ορυκτών του Άρη, που ορίζει την καλύτερη δυνατή φόρμουλα για τη σύνθεση του καταλύτη με την καλύτερη απόδοση: μια διαδικασία, αυτή, χρησιμοποιεί μια ισχυρή υπολογιστική μονάδα που συνδυάζει αλγόριθμους μηχανικής μάθησης και θεωρητικά μοντέλα, η οποία επιτρέπει στο ρομπότ να αναλύσει τόσο τα αποκτηθέντα πειραματικά δεδομένα όσο και τα δεδομένα προσομοίωσης.

Διάγραμμα λειτουργίας του ρομπότ AI ​​Chemist. Πιστοποίηση: Qing Zhu et al., Nature Synthesis, 2023

«Το ρομπότ χημικός AI συνθέτει καινοτόμα τον καταλύτη για την αντίδραση εξέλιξης οξυγόνου χρησιμοποιώντας αρειανό υλικό», σημειώνει. Λούο Γιεπιστήμονας από το Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας, μεταξύ των συγγραφέων του άρθρου που περιγράφει την έρευνα.

Ας δούμε όμως αναλυτικά πώς λειτουργεί η χημική τεχνητή νοημοσύνη. Κάνοντας τη δουλειά του ρομπότ ευκολότερη, οι ερευνητές κατέληξαν σε μια ροή εργασίας διπλού κύκλου. Ο πρώτος κύκλος, που περιλαμβάνει 12 βήματα αυτοματισμού, χρησιμοποιεί τα απαραίτητα εργαλεία για την ανάλυση όλων των εσωτερικών ρομπότ. Δεύτερον, αποτελώντας συνολικά 9 διαδοχικές λειτουργίες, αντ’ αυτού εκτελείται από τον υπολογιστικό «εγκέφαλο» του ρομπότ.

Ενόψει της εποχής, το πρώτο βήμα είναι η προεπεξεργασία του δείγματος, μετά από μια φάση προετοιμασίας μετά από μια σειρά προκαταρκτικών εργασιών, μετά την απόδοση του δείγματος. Σε αυτό το σημείο, χρησιμοποιώντας Laser Induced Breakdown Spectroscopy (Libs) – έναν τύπο φασματοσκοπίας ατομικής εκπομπής – αναλύεται η ακριβής σύνθεση του δείγματος.

Η επόμενη φάση της χημικής προσομοίωσης του μορίου του καταλύτη και του νομίσματος του «εγκεφάλου» του ρομπότ: μέση προσομοίωση της κβαντικής και μοριακής δυναμικής καμινάδας, ο χημικός AI δημιουργεί τη δομή όλων των καταλυτών που είναι δυνατό να δημιουργηθούν ξεκινώντας από τα στοιχεία που υπάρχουν στο δείγμα, μετρώντας και την καταλυτική τους δραστηριότητα. Είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί αυτή η μέθοδος προσθέτοντας ένα νέο μοντέλο στη νευρική διεργασία για να διασφαλιστεί η ταχεία προσοχή στον καταλύτη με διάφορα στοιχεία της σύνθεσης. Τέλος, μέσω της βελτιστοποίησης Bayes – μια τεχνική που χρησιμοποιείται στη μηχανική μάθηση για την εύρεση των παραμέτρων ενός μοντέλου – το ρομπότ προβλέπει τον καλύτερο συνδυασμό διαθέσιμων ορυκτών του Άρη για να συνθέσει τον καταλύτη παραγωγής οξυγόνου με τις καλύτερες επιδόσεις.

Και είναι σκόπιμο να δοκιμάσετε τις λειτουργίες του ρομπότ, να δοκιμάσετε τα αποτελέσματα των πειραμάτων στο εργαστήριο χρησιμοποιώντας πέντε διαφορετικούς μετεωρίτες στο έδαφος του Άρη. Όπως αναμενόταν, το μόριο είναι έτοιμο να αντιδράσει στον ηλεκτροκαταλύτη της διαδικασίας παραγωγής οξυγόνου.Η καταλυτική λειτουργία είναι κυρίως υδροξείδια, μόρια που αποτελούνται από μέταλλο, οξυγόνο και υδρογόνο, με τον γενικό χημικό τύπο M(OH)n, dove Mè l άτομο μετάλλου. Η μελέτη, εξηγούν οι ερευνητές, καταδεικνύει ότι το AI-chemist μπορεί να συνθέσει αυτούς τους καταλύτες από ορυκτά του Άρη χωρίς καμία ανθρώπινη παρέμβαση. Το αποτέλεσμα είναι μια επιστημονική προσέγγιση, το πρώτο βήμα είναι η προετοιμασία των αποτελεσμάτων των δοκιμών, η προετοιμασία της πρώτης ύλης, η προεπεξεργασία, η σύνθεση, ο χαρακτηρισμός και ο έλεγχος δραστηριότητας των καταλυτών με υψηλή ακρίβεια, καθώς και η ταυτότητα της καλύτερης δομής καταλύτη μεταξύ εκατομμύρια πιθανοί συνδυασμοί.

Στα αριστερά (α), η προσομοιωμένη χημική δομή ενός καταλύτη που παράγεται από το ρομπότ χημικού AI. Στα δεξιά (β), η αντίδραση που χρησιμοποιεί αυτούς τους καταλύτες για την παραγωγή οξυγόνου. Προσφορά: Qing Zhu et al. Nature Synthesis, 2023

Σε μόλις έξι εβδομάδες δοκιμών, το ευφυές ρομπότ κατασκεύασε ένα μοντέλο πρόβλεψης μαθαίνοντας από σχεδόν 30.000 σύνολα θεωρητικών δεδομένων και 243 πειραματικά σύνολα δεδομένων χρησιμοποιώντας αλγόριθμους βελτιστοποίησης που τελικά παρείχαν την καλύτερη απόδοση καταλυτική δομή που ταιριάζει με όλες τις πιο κατάλληλες συνθετικές συνθήκες. Μια διαδικασία που θα απαιτούσε πάνω από 1500 χρόνια δουλειάς από έναν πραγματικό χημικό. Το ρομπότ είναι πλήρως δοκιμασμένο μετά από 150 χρόνια λειτουργίας και η θερμοκρασία είναι πολύ υψηλή, τόσο που αυξάνεται, παράγοντας κόστος που μπορεί να προκύψει λόγω φαινομενικής υποβάθμισης.

«Με τη βοήθεια του χημικού AI, οι άνθρωποι θα είναι σε θέση να δημιουργήσουν ένα εργοστάσιο οξυγόνου στον Άρη στο μέλλον», υπόσχεται. Jiang Jun, ερευνητής στο Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας (USTC), μεταξύ των συγγραφέων της μελέτης. «Αυτή η καινοτόμος τεχνολογία μας φέρνει ένα βήμα πιο κοντά στην υλοποίηση του ονείρου μας να ζούμε στον Άρη».

Το πρωτόκολλο και το λειτουργικό σύστημα του AI-chemist είναι γενικά και με δυνατότητα πινάκων δεδομένων, καταλήγουν οι ερευνητές. Με τη βοήθεια ενός ρομπότ που σχεδιάστηκε πολύ νωρίτερα από το πεδίο του αυτοματισμού υλικών και την κατασκευή καμινάδας για το επάγγελμά του και τη χρήση εξωγήινων αεροπλάνων.

Για να μάθετε περισσότερα:

• Συνέχισε να διαβάζεις Σύνθεση της φύσης το άρθρο «Αυτοματοποιημένη σύνθεση καταλυτών που παράγουν οξυγόνο από μετεωρίτες του Άρη από έναν ρομποτικό χημικό AI», των Qing Zhu, Yan Huang, Donglai Zhou, Luyuan Zhao, Lulu Guo, Ruyu Yang, Zixu Sun, Man Luo, Fei Zhang , Hengyu Xiao , Xinsheng Tang, Li-Li Ling, Zhe Zhang, Weiwei Shang, Jun Jiang και Yi Luo