في عام 2000 ، تم نشر "الكيميائي الذكاء الاصطناعي" بجامعة العلوم والتكنولوجيا في الصين في المجلة الفرعية Nature ، والتي يمكن أن تنتج الأكسجين في بيئة المريخ.
مصدر الصورة: تم إنشاؤه بواسطة الذكاء الاصطناعي غير محدود
إن العثور على علامات الحياة على المريخ في الماضي وبناء موطن محتمل للبقاء على المريخ هو هدف حلم للبشرية.
يعد إنتاج الأكسجين على المريخ من أولى المشكلات التي يحتاج البشر إلى حلها قبل الانتقال إلى المريخ.
على الرغم من أن ناسا قد نجحت سابقا في التحقق من أنه يمكن إنتاج الأكسجين محليا على سطح المريخ - أنتجت معدات توليد الأكسجين على متن مركبة Perseverance ما مجموعه 122 جراما من الأكسجين في 16 تجربة لإنتاج الأكسجين (أي ما يعادل كمية الأكسجين التي يحتاجها الجرو للتنفس لمدة 10 ساعات) ، لا تزال هناك العديد من الصعوبات في تحقيق إنتاج الأكسجين على نطاق واسع على المريخ.
الآن ، قد يكون الذكاء الاصطناعي (الذكاء الاصطناعي) قادرا على مساعدتنا في مواجهة هذا التحدي. **
** طور فريق بحثي بقيادة جامعة العلوم والتكنولوجيا الصينية كيميائيا روبوتيا الذكاء الاصطناعي يمكنه صنع محفز من نيزك مريخي ، واختبار أدائه في إنتاج الأكسجين ، وتكرار العملية حتى يتم العثور على أفضل محفز دون تدخل بشري. **
بالإضافة إلى ذلك ، أثبت الباحثون أن المحفز يمكن أن يعمل في ظل ظروف محاكاة المريخ.
في الواقع ، يتطلب تصميم محفز من قائمة معينة من العناصر استكشاف مساحة كيميائية شاسعة ، وهي مهمة شاقة لنموذج "التجربة والخطأ" التقليدي. على سبيل المثال ، باستخدام 5 خامات مريخية أصلية مختلفة كمواد خام ، بناء على تركيبة مئوية صحيحة من فترات 1٪ ، هناك 3764376 وصفات ممكنة ، والتي كانت ستستغرق 2000 عام إذا تم تنفيذ العملية بواسطة العمل البشري.
相关研究论文以"التوليف الآلي للمحفزات المنتجة للأكسجين من النيازك المريخية بواسطة كيميائي الذكاء الاصطناعي روبوتي"为题,已发表在 الطبيعة 子刊 تخليق الطبيعة上。
ووفقا للمؤلفين، يمثل الكيميائيون الذكاء الاصطناعي تقنية واعدة لتوليف المحفزات في الموقع على سطح المريخ، مما يوفر دليلا على مفهوم إنتاج الأكسجين ويحتمل أن يؤثر على البعثات المأهولة المستقبلية إلى المريخ.
** أقل من 6 أسابيع ، اكتشف الصيغة الأفضل **
نظرا لأن وقود الصواريخ وأنظمة دعم الحياة تستهلك كميات كبيرة من الأكسجين ، فقد أصبح إمداد الأكسجين المهمة الأساسية للأنشطة البشرية على المريخ.
زادت الأدلة الحديثة على النشاط المائي من احتمال إنتاج الأكسجين على نطاق واسع على المريخ من خلال عملية أكسدة الماء الكهروكيميائية التي تعمل بالطاقة الشمسية ، باستخدام محفزات تفاعل تطور الأكسجين (OER).
ومع ذلك ، هناك تحديان تقنيان رئيسيان يجب التغلب عليهما لتجميع محفزات الموارد التعليمية المفتوحة القابلة للاستخدام من المواد الخام المريخية المحلية. أولا ، يجب أن يكون نظام التوليف غير مأهول ومستقلا ، حيث تمنع المسافات الفلكية الطويلة البشر من التوجيه عن بعد في الوقت الفعلي ، وثانيا ، يجب أن يكون مزودا بالذكاء العلمي لتحديد أفضل صياغة محفزة بكفاءة من خلال خوارزميات الذكاء الاصطناعي.
ويبدو أن الذكاء الاصطناعي الروبوتات هي التكنولوجيا الوحيدة القابلة للتطبيق لحل هذين التحديين. تتطلب هذه الأنظمة الروبوتية نظاما فرعيا ذكيا يمكنه اكتساب المعرفة الكيميائية وتشكيل نماذج فيزيائية تنبؤية.
يمكن للكيميائيين الذكاء الاصطناعي الذين تم تطويرهم في هذا البحث تحقيق التوليف التلقائي والمستقل ، والذي لا يمكنه فقط استخدام الروبوتات المتنقلة و 14 محطة عمل كيميائية خاصة بالمهمة لأداء العملية الكاملة للتخليق الكيميائي والتوصيف الهيكلي واختبار الأداء ، ولكن أيضا تحليل البيانات التجريبية وبيانات محاكاة المبادئ الأولى التي حصل عليها الروبوت من خلال وحدات حوسبة قوية ، جنبا إلى جنب مع خوارزميات التعلم الآلي (ML) والنماذج النظرية ، لتصميم أفضل صياغة لمهام التخليق الكيميائي.
لتبسيط عمل الكيميائيين الذكاء الاصطناعي على المريخ ، تقترح الدراسة سير عمل ثنائي الطبقة لتوليف المحفزات الكهربائية للموارد التعليمية المفتوحة في الموقع. ** تتضمن الطبقة الخارجية 12 خطوة من التجارب الآلية وإدارة البيانات التي تقوم بها الروبوتات ومحطات العمل الكيميائية "الذكية" المختلفة ، وتشمل الطبقة الداخلية تسع عمليات رقمية متسلسلة يقوم بها "دماغ" الحوسبة الذكية.
الشكل: سير عمل كيميائي الذكاء الاصطناعي يتكون من روبوت متنقل ، و "دماغ" حوسبة ، وخادم سحابي ، و 14 محطة عمل خاصة بالمهمة في موقع المريخ لتصميم وإنتاج نظام شامل للمحفزات الكهربائية للموارد التعليمية المفتوحة.
وفقا للورقة ، تم تسريع اكتشاف الكيميائي الذكاء الاصطناعي لوصفة التوليف المثلى للمحفزات الكهربائية عالية الإنتروبيا بمقدار 5 أوامر من حيث الحجم مقارنة بالنموذج التجريبي التقليدي للتجربة والخطأ.
بالإضافة إلى ذلك ، صمم الباحثون بروتوكولا يعتمد على البيانات يقوده كيميائيون الذكاء الاصطناعي لإثبات التفوق على بروتوكولات التجربة والخطأ التقليدية في تصميم محفز للموارد التعليمية المفتوحة من 6 عناصر معدنية مختارة من مجموعات 3764376.
وفقا للورقة ، على مدى ستة أسابيع ، استخدم الذكاء الاصطناعي كيميائيا خوارزميات تحسين ML و Bayesian للتعلم من ما يقرب من 30000 مجموعة بيانات نظرية و 243 مجموعة بيانات تجريبية لبناء نموذج تنبؤي يوفر صياغة محفز واعدة للموارد التعليمية المفتوحة وأنسب ظروف التوليف.
** أكسجين المريخ ، الذكاء الاصطناعي أو "محفز" **
بالإضافة إلى كمية الأكسجين الصغيرة التي تمكنت MOXIE من إنتاجها على متن Perseverance التابعة لناسا ، في عام 2022 ، اقترح فاسكو غيرا ، عالم الفيزياء في جامعة لشبونة في البرتغال ، وزملاؤه أيضا أنه يمكن إنتاج المزيد من الأكسجين باستخدام شعاع إلكتروني في مفاعل البلازما.
قاموا بحقن الهواء المطابق لضغط المريخ وتكوينه في أنبوب معدني يحول حوالي 30 في المائة من الهواء إلى أكسجين عن طريق إصدار حزمة إلكترونية في غرفة التفاعل. تقدر الدراسات أن الجهاز يمكن أن ينتج حوالي 14 جراما من الأكسجين في الساعة ، وهو ما يكفي لدعم 28 دقيقة من التنفس.
ومع ذلك ، في حين أن هذا يكفي للحفاظ على نظام دعم الحياة الصغير أو تزويد صاروخ صغير بالوقود ، فإن المهمة المأهولة إلى المريخ ستتطلب معدات توليد أكسجين أكبر حجما وأكثر كفاءة.
** تقدر ناسا أن فريقا من 4 رواد فضاء سيحتاج إلى حوالي طن من الأكسجين للبقاء على قيد الحياة على سطح المريخ لمدة عام ، وحوالي 7 أطنان من الأكسجين للإقلاع من سطح المريخ والعودة إلى الأرض. لذلك ، قد تحتاج محطة توليد الأكسجين في المستقبل إلى أن تكون بحجم السيارة وأن تكون قادرة على العمل بشكل موثوق لفترة طويلة. **
حقق الكيميائيون الذكاء الاصطناعي المقترحين في هذه الدراسة طفرة جديدة في إنتاج الأكسجين على المريخ ، مما يوفر أفكارا جديدة لإنتاج الأكسجين على المريخ ، ** وربما يجعل من الممكن إنتاج الأكسجين على نطاق واسع **.
في السنوات الأخيرة ، وسعت الذكاء الاصطناعي إمكانيات الاستكشاف البشري للكون. في المستقبل ، قد يكون الذكاء الاصطناعي "حافزا" للبشر للعيش على المريخ.
رابط الورق:
شاهد النسخة الأصلية
قد تحتوي هذه الصفحة على محتوى من جهات خارجية، يتم تقديمه لأغراض إعلامية فقط (وليس كإقرارات/ضمانات)، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
في عام 2000 ، تم نشر "الكيميائي الذكاء الاصطناعي" بجامعة العلوم والتكنولوجيا في الصين في المجلة الفرعية Nature ، والتي يمكن أن تنتج الأكسجين في بيئة المريخ.
المصدر الأصلي: العناوين الأكاديمية
إن العثور على علامات الحياة على المريخ في الماضي وبناء موطن محتمل للبقاء على المريخ هو هدف حلم للبشرية.
يعد إنتاج الأكسجين على المريخ من أولى المشكلات التي يحتاج البشر إلى حلها قبل الانتقال إلى المريخ.
على الرغم من أن ناسا قد نجحت سابقا في التحقق من أنه يمكن إنتاج الأكسجين محليا على سطح المريخ - أنتجت معدات توليد الأكسجين على متن مركبة Perseverance ما مجموعه 122 جراما من الأكسجين في 16 تجربة لإنتاج الأكسجين (أي ما يعادل كمية الأكسجين التي يحتاجها الجرو للتنفس لمدة 10 ساعات) ، لا تزال هناك العديد من الصعوبات في تحقيق إنتاج الأكسجين على نطاق واسع على المريخ.
الآن ، قد يكون الذكاء الاصطناعي (الذكاء الاصطناعي) قادرا على مساعدتنا في مواجهة هذا التحدي. **
** طور فريق بحثي بقيادة جامعة العلوم والتكنولوجيا الصينية كيميائيا روبوتيا الذكاء الاصطناعي يمكنه صنع محفز من نيزك مريخي ، واختبار أدائه في إنتاج الأكسجين ، وتكرار العملية حتى يتم العثور على أفضل محفز دون تدخل بشري. **
بالإضافة إلى ذلك ، أثبت الباحثون أن المحفز يمكن أن يعمل في ظل ظروف محاكاة المريخ.
في الواقع ، يتطلب تصميم محفز من قائمة معينة من العناصر استكشاف مساحة كيميائية شاسعة ، وهي مهمة شاقة لنموذج "التجربة والخطأ" التقليدي. على سبيل المثال ، باستخدام 5 خامات مريخية أصلية مختلفة كمواد خام ، بناء على تركيبة مئوية صحيحة من فترات 1٪ ، هناك 3764376 وصفات ممكنة ، والتي كانت ستستغرق 2000 عام إذا تم تنفيذ العملية بواسطة العمل البشري.
相关研究论文以"التوليف الآلي للمحفزات المنتجة للأكسجين من النيازك المريخية بواسطة كيميائي الذكاء الاصطناعي روبوتي"为题,已发表在 الطبيعة 子刊 تخليق الطبيعة上。
** أقل من 6 أسابيع ، اكتشف الصيغة الأفضل **
نظرا لأن وقود الصواريخ وأنظمة دعم الحياة تستهلك كميات كبيرة من الأكسجين ، فقد أصبح إمداد الأكسجين المهمة الأساسية للأنشطة البشرية على المريخ.
زادت الأدلة الحديثة على النشاط المائي من احتمال إنتاج الأكسجين على نطاق واسع على المريخ من خلال عملية أكسدة الماء الكهروكيميائية التي تعمل بالطاقة الشمسية ، باستخدام محفزات تفاعل تطور الأكسجين (OER).
ومع ذلك ، هناك تحديان تقنيان رئيسيان يجب التغلب عليهما لتجميع محفزات الموارد التعليمية المفتوحة القابلة للاستخدام من المواد الخام المريخية المحلية. أولا ، يجب أن يكون نظام التوليف غير مأهول ومستقلا ، حيث تمنع المسافات الفلكية الطويلة البشر من التوجيه عن بعد في الوقت الفعلي ، وثانيا ، يجب أن يكون مزودا بالذكاء العلمي لتحديد أفضل صياغة محفزة بكفاءة من خلال خوارزميات الذكاء الاصطناعي.
ويبدو أن الذكاء الاصطناعي الروبوتات هي التكنولوجيا الوحيدة القابلة للتطبيق لحل هذين التحديين. تتطلب هذه الأنظمة الروبوتية نظاما فرعيا ذكيا يمكنه اكتساب المعرفة الكيميائية وتشكيل نماذج فيزيائية تنبؤية.
يمكن للكيميائيين الذكاء الاصطناعي الذين تم تطويرهم في هذا البحث تحقيق التوليف التلقائي والمستقل ، والذي لا يمكنه فقط استخدام الروبوتات المتنقلة و 14 محطة عمل كيميائية خاصة بالمهمة لأداء العملية الكاملة للتخليق الكيميائي والتوصيف الهيكلي واختبار الأداء ، ولكن أيضا تحليل البيانات التجريبية وبيانات محاكاة المبادئ الأولى التي حصل عليها الروبوت من خلال وحدات حوسبة قوية ، جنبا إلى جنب مع خوارزميات التعلم الآلي (ML) والنماذج النظرية ، لتصميم أفضل صياغة لمهام التخليق الكيميائي.
لتبسيط عمل الكيميائيين الذكاء الاصطناعي على المريخ ، تقترح الدراسة سير عمل ثنائي الطبقة لتوليف المحفزات الكهربائية للموارد التعليمية المفتوحة في الموقع. ** تتضمن الطبقة الخارجية 12 خطوة من التجارب الآلية وإدارة البيانات التي تقوم بها الروبوتات ومحطات العمل الكيميائية "الذكية" المختلفة ، وتشمل الطبقة الداخلية تسع عمليات رقمية متسلسلة يقوم بها "دماغ" الحوسبة الذكية.
وفقا للورقة ، تم تسريع اكتشاف الكيميائي الذكاء الاصطناعي لوصفة التوليف المثلى للمحفزات الكهربائية عالية الإنتروبيا بمقدار 5 أوامر من حيث الحجم مقارنة بالنموذج التجريبي التقليدي للتجربة والخطأ.
بالإضافة إلى ذلك ، صمم الباحثون بروتوكولا يعتمد على البيانات يقوده كيميائيون الذكاء الاصطناعي لإثبات التفوق على بروتوكولات التجربة والخطأ التقليدية في تصميم محفز للموارد التعليمية المفتوحة من 6 عناصر معدنية مختارة من مجموعات 3764376.
وفقا للورقة ، على مدى ستة أسابيع ، استخدم الذكاء الاصطناعي كيميائيا خوارزميات تحسين ML و Bayesian للتعلم من ما يقرب من 30000 مجموعة بيانات نظرية و 243 مجموعة بيانات تجريبية لبناء نموذج تنبؤي يوفر صياغة محفز واعدة للموارد التعليمية المفتوحة وأنسب ظروف التوليف.
** أكسجين المريخ ، الذكاء الاصطناعي أو "محفز" **
بالإضافة إلى كمية الأكسجين الصغيرة التي تمكنت MOXIE من إنتاجها على متن Perseverance التابعة لناسا ، في عام 2022 ، اقترح فاسكو غيرا ، عالم الفيزياء في جامعة لشبونة في البرتغال ، وزملاؤه أيضا أنه يمكن إنتاج المزيد من الأكسجين باستخدام شعاع إلكتروني في مفاعل البلازما.
قاموا بحقن الهواء المطابق لضغط المريخ وتكوينه في أنبوب معدني يحول حوالي 30 في المائة من الهواء إلى أكسجين عن طريق إصدار حزمة إلكترونية في غرفة التفاعل. تقدر الدراسات أن الجهاز يمكن أن ينتج حوالي 14 جراما من الأكسجين في الساعة ، وهو ما يكفي لدعم 28 دقيقة من التنفس.
ومع ذلك ، في حين أن هذا يكفي للحفاظ على نظام دعم الحياة الصغير أو تزويد صاروخ صغير بالوقود ، فإن المهمة المأهولة إلى المريخ ستتطلب معدات توليد أكسجين أكبر حجما وأكثر كفاءة.
** تقدر ناسا أن فريقا من 4 رواد فضاء سيحتاج إلى حوالي طن من الأكسجين للبقاء على قيد الحياة على سطح المريخ لمدة عام ، وحوالي 7 أطنان من الأكسجين للإقلاع من سطح المريخ والعودة إلى الأرض. لذلك ، قد تحتاج محطة توليد الأكسجين في المستقبل إلى أن تكون بحجم السيارة وأن تكون قادرة على العمل بشكل موثوق لفترة طويلة. **
حقق الكيميائيون الذكاء الاصطناعي المقترحين في هذه الدراسة طفرة جديدة في إنتاج الأكسجين على المريخ ، مما يوفر أفكارا جديدة لإنتاج الأكسجين على المريخ ، ** وربما يجعل من الممكن إنتاج الأكسجين على نطاق واسع **.
في السنوات الأخيرة ، وسعت الذكاء الاصطناعي إمكانيات الاستكشاف البشري للكون. في المستقبل ، قد يكون الذكاء الاصطناعي "حافزا" للبشر للعيش على المريخ.
رابط الورق: