Люди могут отдохнуть. Китайские ученые создали робота-химика для добычи кислорода на Марсе
Китайские ученые создали робота-химика с искусственным интеллектом (ИИ), который может извлекать кислород из марсианской воды без присмотра человека.
Исследователи из Университета Цинхуа в Пекине создали мобильного робота, который автоматизировал весь процесс извлечения кислорода из пяти марсианских и подобных им 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 ушло бы более 2000 лет человеку.
«Наше исследование демонстрирует, что продвинутый химик по искусственному интеллекту может без вмешательства человека синтезировать катализаторы OER на Марсе из местных руд», — пишут исследователи в исследовании.
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.
Эту систему можно также использовать для производства многих других химикатов и соединений, пишут исследователи в статье.
Исследование китайских ученых является важным шагом на пути к освоению Марса. Извлечение кислорода из марсианской воды является критическим фактором для жизнеобеспечения будущих астронавтов и марсоходов.
Традиционно кислород на Марсе получают путем электролиза воды, что является энергозатратным процессом. Робот-химик с искусственным интеллектом может значительно упростить и ускорить этот процесс, что сделает его более доступным для будущих миссий на Марс.
Кроме того, система, разработанная китайскими учеными, может использоваться для производства других химикатов и соединений, необходимых для жизни на Марсе. Это может значительно повысить автономность будущих миссий на Красную планету.
