AI機器人為火星移民邁出重要一步_風聞

來源：深空探測實驗室

火星移民是人類的夢想。實現這一夢想，首先要解決火星大氣中氧氣缺乏的難題。

近日，中國科學技術大學（以下簡稱中國科大）教授羅毅、江俊和副教授尚偉偉團隊與中國深空探測實驗室研究員張哲等合作，通過前期研製的機器化學家“小來”平台，利用火星隕石製備出實用的產氧催化劑，“生產”出氧氣。11月14日，該研究成果發表於《自然-合成》。

2022年9月，中國科大機器化學家“小來”系統接到一項特殊任務——用火星隕石中的一些成分製備催化劑。火星隕石裏包含鐵、錳、鎳、鈣、鎂、鋁等元素，這些金屬元素都是合成催化劑的必要成分。

“小來”利用自身裝載的激光誘導擊穿光譜設備，對火星隕石進行了詳細的礦物分析，發現其中有很多種金屬適合作為產氧催化劑的有效成分。接下來，它通過強酸浸漬將礦物全部溶解，提煉出裏面的金屬組分；然後，加鹼沉澱得到一個含多金屬的氫氧化物；最後，以氫氧化物作為陽極催化劑，參與火星滷水的電解反應，從而製備出氧氣。

火星隕石中的金屬成分組合形成催化劑，大概有300多萬種配方。如何在如此大的基數中快速找到最優配比？

“小來”展現出了超越人類科學家的理論與實踐能力，首先利用它的“計算大腦”自主創建了一批理論構象，然後開始做大規模的理論計算。同時，“小來”通過其精準的自動化操作能力，快速高效地執行實驗任務。

該智能模型能更好描繪整個高維空間中的化學反應走勢，這是依靠人類傳統經驗無法實現的。也就是説，這個智能模型有“預測全局”的能力，可在數百萬個配方中“推薦”出性能最好的配方。根據此配方，“小來”再進行實驗驗證。

最終，經過6周243次實驗，“小來”成功利用5種火星隕石製備出一款實用的產氧催化劑。如果人類化學家通過‘試錯’的模式進行研究，這個工作可能需要2000年才能完成。這種理實交融的研究範式極大加快了新材料發現的過程，能夠從數百萬種可能的配方中迅速識別出最佳組合。

未來，人類可以在火星上建立一個個產氧小工廠，在其屋頂鋪滿“小來”製備的產氧催化劑，經過反應，就能得到氧氣。

下一步，科研人員計劃為機器人配備更多的傳感器和光譜設備，使其擁有探測感知和預測化學物質微觀演化的能力，以更好適應不同的化學場景。他們還計劃建立一個有數百個機器人和數千個工作站的大型機器化學家實驗室。這樣一來，不僅能覆蓋更廣泛的科學研究領域，讓更多科研人員參與和智能化學相關的研究，還能產生高質量、高通量的科學數據，助力建立跨學科、跨領域的通用科學智能模型。