14日，記者從中國科學技術大學獲悉，該校羅毅、江俊、尚偉偉教授團隊與深空探測實驗室張哲研究員等合作，采用中國科大機器化學家“小來”系統(tǒng)，高效融合人工智能和自動化機器實驗，利用火星隕石制備出了實用的產(chǎn)氧電催化劑，在兩個月內(nèi)就完成了需要窮舉兩千年才能完成的復雜優(yōu)化工作。11月14日該成果發(fā)表在國際期刊《自然·合成》上，并被編輯選為當期熱點論文予以專門推薦。
移居火星，是人類的夢想。然而首先要克服的，是缺乏氧氣的火星環(huán)境?；鹦巧洗嬖谒Y源的可能，為利用太陽能驅(qū)動的電催化析氧反應制備氧氣提供了機遇，由于人類無法在無氧的火星環(huán)境下長期生存，在火星上就地取材創(chuàng)制催化劑成為一道難以逾越的屏障。
據(jù)介紹，“小來”通過其精準的自動化操作能力，能夠執(zhí)行高通量實驗任務，與此同時其“計算大腦”同步進行量子化學仿真模擬，通過融合理論大數(shù)據(jù)和實驗小數(shù)據(jù)產(chǎn)生具有預測能力的機器學習模型，最終調(diào)用貝葉斯優(yōu)化算法預測并機器驗證全局最優(yōu)的催化劑配方。這種理實交融的研究范式極大地加速了新材料發(fā)現(xiàn)過程，能夠從數(shù)百萬種可能配方中迅速識別最佳組合。
機器化學家系統(tǒng)利用火星隕石實現(xiàn)產(chǎn)氧催化劑無人化創(chuàng)制的工作流程，系統(tǒng)包括移動機器人、計算大腦、云服務器和多個不同功能的化學工作站。內(nèi)外雙循環(huán)的機器自動化過程集成了從原料準備、樣品合成、性能表征和配方優(yōu)化步驟。中國科大供圖
該研究成果成功展示了在地外星系上因地制宜創(chuàng)制化學品的智能化全流程，為未來地外文明探索提供了新的技術手段，對我國在未來月球、火星空間站上實現(xiàn)星際資源的原位綜合利用建立了獨特的方案。國際審稿人評價：“本文報道了通過機器化學家系統(tǒng)在火星上合成OER催化劑的令人興奮的方法”，“作為人工智能和自動化相結合的典型案例，在充滿挑戰(zhàn)的環(huán)境下設計和制造復雜材料”。
