En 2000, le « chimiste de l’IA » de l’Université des sciences et technologies de Chine a été publié dans la sous-revue Nature, qui peut produire de l’oxygène dans l’environnement martien
Trouver des signes de vie sur Mars dans le passé et construire un habitat potentiel pour la survie sur Mars est un objectif de rêve pour l’humanité.
La production d’oxygène sur Mars est l’un des premiers problèmes que les humains doivent résoudre avant de se déplacer vers Mars.
Bien que la NASA ait déjà vérifié avec succès que l’oxygène peut être produit localement sur Mars – l’équipement de génération d’oxygène à bord du rover Perseverance a produit un total de 122 grammes d’oxygène dans 16 expériences de production d’oxygène (équivalent à la quantité d’oxygène nécessaire à un chiot pour respirer pendant 10 heures), il existe encore de nombreuses difficultés pour parvenir à une production d’oxygène à grande échelle sur Mars.
Aujourd’hui, l’intelligence artificielle (IA) pourrait nous aider à relever ce défi. **
Une équipe de recherche dirigée par l’Université des sciences et technologies de Chine a mis au point un robot chimiste capable de fabriquer un catalyseur à partir d’une météorite martienne, de tester ses performances de production d’oxygène et de répéter le processus jusqu’à ce que le meilleur catalyseur soit trouvé sans intervention humaine. **
De plus, les chercheurs ont démontré que le catalyseur peut fonctionner dans des conditions martiennes simulées.
En fait, la conception d’un catalyseur à partir d’une liste donnée d’éléments nécessite l’exploration d’un vaste espace chimique, ce qui est une tâche ardue pour le modèle traditionnel « essais et erreurs ». Par exemple, en utilisant 5 minerais natifs martiens différents comme matières premières, sur la base d’une combinaison de pourcentage entier d’intervalles de 1%, il existe 3764376 recettes possibles, ce qui aurait pris 2000 ans si le processus avait été effectué par le travail humain.
相关研究论文以"Synthèse automatisée de catalyseurs produisant de l’oxygène à partir de météorites martiennes par un chimiste robotique IA"为题,已发表在 Nature 子刊 Nature Synthesis上。
Selon les auteurs, les chimistes de l’IA représentent une technologie prometteuse pour la synthèse sur site de catalyseurs sur Mars, fournissant une preuve de concept pour la production d’oxygène et influençant potentiellement les futures missions habitées vers Mars.
Moins de 6 semaines, découvrez la meilleure formule
Parce que les propergols de fusée et les systèmes de survie consomment de grandes quantités d’oxygène, l’approvisionnement en oxygène est devenu la tâche principale des activités humaines sur Mars.
Des preuves récentes de l’activité de l’eau ont augmenté la probabilité d’une production d’oxygène à grande échelle sur Mars grâce à un processus d’oxydation électrochimique de l’eau alimenté par l’énergie solaire, à l’aide de catalyseurs de réaction d’évolution de l’oxygène (REL).
Cependant, il y a deux défis techniques majeurs qui doivent être surmontés pour synthétiser des catalyseurs OER utilisables à partir de matières premières martiennes locales. Premièrement, le système de synthèse doit être sans pilote et autonome, car les longues distances astronomiques empêchent les humains de diriger à distance en temps réel, et deuxièmement, il doit être équipé d’une intelligence scientifique pour identifier efficacement la meilleure formulation de catalyseur grâce à des algorithmes d’IA.
Et les bots d’IA semblent être la seule technologie viable pour résoudre ces deux défis. Ces systèmes robotiques nécessitent un sous-système intelligent capable d’acquérir des connaissances chimiques et de former des modèles physiques prédictifs.
Les chimistes de l’IA développés dans le cadre de cette recherche peuvent réaliser une synthèse automatique et autonome, qui peut non seulement utiliser des robots mobiles et 14 postes de travail chimiques spécifiques à une tâche pour effectuer l’ensemble du processus de synthèse chimique, de caractérisation structurelle et de test de performance, mais aussi analyser les données expérimentales et les données de simulation de premier principe obtenues par le robot grâce à de puissants modules de calcul, combinés à des algorithmes d’apprentissage automatique (ML) et à des modèles théoriques, afin de concevoir la meilleure formulation pour les tâches de synthèse chimique.
Pour rationaliser le travail des chimistes de l’IA sur Mars, l’étude propose un flux de travail bicouche pour la synthèse sur site d’électrocatalyseurs REL. **La couche externe comprend 12 étapes d’expérimentation automatisée et de gestion des données effectuées par des robots et divers postes de travail chimiques « intelligents », et la couche interne comprend neuf opérations numériques séquentielles effectuées par le « cerveau » informatique intelligent.
Figure : Le flux de travail d’un chimiste spécialiste de l’IA composé d’un robot mobile, d’un « cerveau » informatique, d’un serveur cloud et de 14 postes de travail spécifiques à la mission sur le site de Mars pour concevoir et produire un système complet d’électrocatalyseurs REL.
Selon l’article, la découverte par le chimiste de l’IA de la recette de synthèse optimale pour les électrocatalyseurs à haute entropie a été accélérée de 5 ordres de grandeur par rapport au paradigme expérimental traditionnel par essais et erreurs.
En outre, les chercheurs ont conçu un protocole basé sur les données piloté par des chimistes de l’IA pour démontrer la supériorité par rapport aux protocoles traditionnels d’essais et d’erreurs dans la conception d’un catalyseur REL de 6 éléments métalliques sélectionnés parmi 3764376 combinaisons.
Selon l’article, sur une période de six semaines, les chimistes de l’IA ont utilisé des algorithmes d’apprentissage automatique et d’optimisation bayésienne pour apprendre à partir de près de 30 000 ensembles de données théoriques et de 243 ensembles de données expérimentales afin de construire un modèle prédictif qui a fourni une formulation prometteuse de catalyseur REL et les conditions de synthèse les plus appropriées.
Mars Oxygen, AI ou « Catalyseur"
En plus de la petite quantité d’oxygène que MOXIE a réussi à produire à bord de Perseverance de la NASA, en 2022, Vasco Guerra, physicien à l’Université de Lisbonne au Portugal, et ses collègues ont également proposé que plus d’oxygène puisse être produit à l’aide d’un faisceau d’électrons dans un réacteur à plasma.
Ils ont injecté de l’air correspondant à la pression et à la composition martiennes dans un tube métallique qui convertit environ 30% de l’air en oxygène en émettant un faisceau d’électrons dans la chambre de réaction. Des études estiment que l’appareil peut produire environ 14 grammes d’oxygène par heure, ce qui est suffisant pour soutenir 28 minutes de respiration.
Cependant, bien que cela soit suffisant pour soutenir un petit système de survie ou alimenter une petite fusée, une mission habitée vers Mars nécessitera un équipement de production d’oxygène à plus grande échelle et plus efficace.
La NASA estime qu’une équipe de 4 astronautes aurait besoin d’environ une tonne d’oxygène pour survivre sur Mars pendant un an, et d’environ 7 tonnes d’oxygène pour décoller de la surface martienne et revenir sur Terre. Par conséquent, l’installation de production d’oxygène du futur devra peut-être avoir la taille d’une voiture et pouvoir fonctionner de manière fiable pendant une longue période. **
Les chimistes de l’IA proposés dans cette étude ont réalisé une nouvelle percée dans la production d’oxygène sur Mars, fournissant de nouvelles idées pour la production d’oxygène sur Mars, et permettant peut-être de produire de l’oxygène à grande échelle.
Ces dernières années, l’IA a élargi les possibilités d’exploration humaine de l’univers. À l’avenir, l’IA pourrait être un « catalyseur » pour que les humains vivent sur Mars.
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En 2000, le « chimiste de l’IA » de l’Université des sciences et technologies de Chine a été publié dans la sous-revue Nature, qui peut produire de l’oxygène dans l’environnement martien
Source originale : Academic Headlines
Trouver des signes de vie sur Mars dans le passé et construire un habitat potentiel pour la survie sur Mars est un objectif de rêve pour l’humanité.
La production d’oxygène sur Mars est l’un des premiers problèmes que les humains doivent résoudre avant de se déplacer vers Mars.
Bien que la NASA ait déjà vérifié avec succès que l’oxygène peut être produit localement sur Mars – l’équipement de génération d’oxygène à bord du rover Perseverance a produit un total de 122 grammes d’oxygène dans 16 expériences de production d’oxygène (équivalent à la quantité d’oxygène nécessaire à un chiot pour respirer pendant 10 heures), il existe encore de nombreuses difficultés pour parvenir à une production d’oxygène à grande échelle sur Mars.
Aujourd’hui, l’intelligence artificielle (IA) pourrait nous aider à relever ce défi. **
Une équipe de recherche dirigée par l’Université des sciences et technologies de Chine a mis au point un robot chimiste capable de fabriquer un catalyseur à partir d’une météorite martienne, de tester ses performances de production d’oxygène et de répéter le processus jusqu’à ce que le meilleur catalyseur soit trouvé sans intervention humaine. **
De plus, les chercheurs ont démontré que le catalyseur peut fonctionner dans des conditions martiennes simulées.
En fait, la conception d’un catalyseur à partir d’une liste donnée d’éléments nécessite l’exploration d’un vaste espace chimique, ce qui est une tâche ardue pour le modèle traditionnel « essais et erreurs ». Par exemple, en utilisant 5 minerais natifs martiens différents comme matières premières, sur la base d’une combinaison de pourcentage entier d’intervalles de 1%, il existe 3764376 recettes possibles, ce qui aurait pris 2000 ans si le processus avait été effectué par le travail humain.
相关研究论文以"Synthèse automatisée de catalyseurs produisant de l’oxygène à partir de météorites martiennes par un chimiste robotique IA"为题,已发表在 Nature 子刊 Nature Synthesis上。
Moins de 6 semaines, découvrez la meilleure formule
Parce que les propergols de fusée et les systèmes de survie consomment de grandes quantités d’oxygène, l’approvisionnement en oxygène est devenu la tâche principale des activités humaines sur Mars.
Des preuves récentes de l’activité de l’eau ont augmenté la probabilité d’une production d’oxygène à grande échelle sur Mars grâce à un processus d’oxydation électrochimique de l’eau alimenté par l’énergie solaire, à l’aide de catalyseurs de réaction d’évolution de l’oxygène (REL).
Cependant, il y a deux défis techniques majeurs qui doivent être surmontés pour synthétiser des catalyseurs OER utilisables à partir de matières premières martiennes locales. Premièrement, le système de synthèse doit être sans pilote et autonome, car les longues distances astronomiques empêchent les humains de diriger à distance en temps réel, et deuxièmement, il doit être équipé d’une intelligence scientifique pour identifier efficacement la meilleure formulation de catalyseur grâce à des algorithmes d’IA.
Et les bots d’IA semblent être la seule technologie viable pour résoudre ces deux défis. Ces systèmes robotiques nécessitent un sous-système intelligent capable d’acquérir des connaissances chimiques et de former des modèles physiques prédictifs.
Les chimistes de l’IA développés dans le cadre de cette recherche peuvent réaliser une synthèse automatique et autonome, qui peut non seulement utiliser des robots mobiles et 14 postes de travail chimiques spécifiques à une tâche pour effectuer l’ensemble du processus de synthèse chimique, de caractérisation structurelle et de test de performance, mais aussi analyser les données expérimentales et les données de simulation de premier principe obtenues par le robot grâce à de puissants modules de calcul, combinés à des algorithmes d’apprentissage automatique (ML) et à des modèles théoriques, afin de concevoir la meilleure formulation pour les tâches de synthèse chimique.
Pour rationaliser le travail des chimistes de l’IA sur Mars, l’étude propose un flux de travail bicouche pour la synthèse sur site d’électrocatalyseurs REL. **La couche externe comprend 12 étapes d’expérimentation automatisée et de gestion des données effectuées par des robots et divers postes de travail chimiques « intelligents », et la couche interne comprend neuf opérations numériques séquentielles effectuées par le « cerveau » informatique intelligent.
Selon l’article, la découverte par le chimiste de l’IA de la recette de synthèse optimale pour les électrocatalyseurs à haute entropie a été accélérée de 5 ordres de grandeur par rapport au paradigme expérimental traditionnel par essais et erreurs.
En outre, les chercheurs ont conçu un protocole basé sur les données piloté par des chimistes de l’IA pour démontrer la supériorité par rapport aux protocoles traditionnels d’essais et d’erreurs dans la conception d’un catalyseur REL de 6 éléments métalliques sélectionnés parmi 3764376 combinaisons.
Selon l’article, sur une période de six semaines, les chimistes de l’IA ont utilisé des algorithmes d’apprentissage automatique et d’optimisation bayésienne pour apprendre à partir de près de 30 000 ensembles de données théoriques et de 243 ensembles de données expérimentales afin de construire un modèle prédictif qui a fourni une formulation prometteuse de catalyseur REL et les conditions de synthèse les plus appropriées.
Mars Oxygen, AI ou « Catalyseur"
En plus de la petite quantité d’oxygène que MOXIE a réussi à produire à bord de Perseverance de la NASA, en 2022, Vasco Guerra, physicien à l’Université de Lisbonne au Portugal, et ses collègues ont également proposé que plus d’oxygène puisse être produit à l’aide d’un faisceau d’électrons dans un réacteur à plasma.
Ils ont injecté de l’air correspondant à la pression et à la composition martiennes dans un tube métallique qui convertit environ 30% de l’air en oxygène en émettant un faisceau d’électrons dans la chambre de réaction. Des études estiment que l’appareil peut produire environ 14 grammes d’oxygène par heure, ce qui est suffisant pour soutenir 28 minutes de respiration.
Cependant, bien que cela soit suffisant pour soutenir un petit système de survie ou alimenter une petite fusée, une mission habitée vers Mars nécessitera un équipement de production d’oxygène à plus grande échelle et plus efficace.
La NASA estime qu’une équipe de 4 astronautes aurait besoin d’environ une tonne d’oxygène pour survivre sur Mars pendant un an, et d’environ 7 tonnes d’oxygène pour décoller de la surface martienne et revenir sur Terre. Par conséquent, l’installation de production d’oxygène du futur devra peut-être avoir la taille d’une voiture et pouvoir fonctionner de manière fiable pendant une longue période. **
Les chimistes de l’IA proposés dans cette étude ont réalisé une nouvelle percée dans la production d’oxygène sur Mars, fournissant de nouvelles idées pour la production d’oxygène sur Mars, et permettant peut-être de produire de l’oxygène à grande échelle.
Ces dernières années, l’IA a élargi les possibilités d’exploration humaine de l’univers. À l’avenir, l’IA pourrait être un « catalyseur » pour que les humains vivent sur Mars.
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