У 2000 році в піджурналі Nature була опублікована стаття «Хімік штучного інтелекту» Університету науки і технологій Китаю, яка може виробляти кисень в марсіанському середовищі
Знайти ознаки життя на Марсі в минулому та побудувати потенційне середовище існування для виживання на Марсі – мета мрії людства.
Виробництво кисню на Марсі – одна з перших проблем, яку потрібно вирішити людям перед тим, як відправитися на Марс.
Хоча NASA раніше успішно підтвердило, що кисень можна виробляти локально на Марсі – обладнання для генерації кисню на борту марсохода Perseverance виробило загалом 122 грами кисню за 16 експериментів з виробництва кисню (еквівалентно кількості кисню, необхідного цуценяті для дихання протягом 10 годин), все ще існує багато труднощів у досягненні великомасштабного виробництва кисню на Марсі.
Тепер штучний інтелект (ШІ) може допомогти нам впоратися з цим викликом. **
**Дослідницька група на чолі з Університетом науки і технологій Китаю розробила робота-хіміка зі штучним інтелектом, який може зробити каталізатор з марсіанського метеорита, перевірити його продуктивність виробництва кисню та повторювати процес, доки не буде знайдено найкращий каталізатор без втручання людини. **
Крім того, дослідники продемонстрували, що каталізатор може працювати в змодельованих марсіанських умовах.
Насправді, проектування каталізатора із заданого списку елементів вимагає дослідження величезного хімічного простору, що є складним завданням для традиційної моделі «проб і помилок». Наприклад, використовуючи 5 різних марсіанських самородних руд як сировину, засновану на цілочисельній відсотковій комбінації інтервалів в 1%, існує 3764376 можливих рецептів, які зайняли б 2000 років, якби процес здійснювався людською працею.
相关研究论文以"Автоматизований синтез каталізаторів, що виробляють кисень, з марсіанських метеоритів роботизованим хіміком зі штучним інтелектом"为题,已发表在 Nature 子刊 Nature Synthesis上。
За словами авторів, хіміки зі штучним інтелектом представляють перспективну технологію для синтезу каталізаторів на Марсі, забезпечуючи доказ концепції виробництва кисню та потенційно впливаючи на майбутні пілотовані місії на Марс.
Менше 6 тижнів, дізнайтеся кращу формулу
Оскільки ракетне паливо та системи життєзабезпечення споживають велику кількість кисню, постачання кисню стало основним завданням для діяльності людини на Марсі.
Нещодавні докази активності води збільшили ймовірність великомасштабного виробництва кисню на Марсі за допомогою процесу електрохімічного окислення води на сонячних батареях з використанням каталізаторів реакції виділення кисню (OER).
Однак є дві основні технічні проблеми, які необхідно подолати, щоб синтезувати придатні для використання каталізатори OER з місцевої марсіанської сировини. По-перше, система синтезу повинна бути безпілотною та автономною, оскільки великі астрономічні відстані не дозволяють людям дистанційно керувати в режимі реального часу, а по-друге, вона повинна бути оснащена науковими інтелектами для ефективного визначення найкращої формули каталізатора за допомогою алгоритмів штучного інтелекту.
І боти зі штучним інтелектом, схоже, є єдиною життєздатною технологією для вирішення обох цих проблем. Ці роботизовані системи потребують інтелектуальної підсистеми, яка може здобувати хімічні знання та формувати прогностичні фізичні моделі.
Хіміки зі штучним інтелектом, розроблені в цьому дослідженні, можуть реалізувати автоматичний і автономний синтез, який може не тільки використовувати мобільних роботів і 14 хімічних робочих станцій для виконання всього процесу хімічного синтезу, структурних характеристик і тестування продуктивності, але також аналізувати експериментальні дані та дані моделювання перших принципів, отримані роботом за допомогою потужних обчислювальних модулів у поєднанні з алгоритмами машинного навчання (ML) і теоретичними моделями, щоб розробити найкращу формулу для завдань хімічного синтезу.
Щоб спростити роботу хіміків зі штучним інтелектом на Марсі, дослідження пропонує двошаровий робочий процес для синтезу електрокаталізаторів OER на місці. ** Зовнішній рівень включає в себе 12 етапів автоматизованих експериментів і управління даними, що виконуються роботами і різними «розумними» хімічними робочими станціями, а внутрішній рівень включає дев'ять послідовних цифрових операцій, що виконуються інтелектуальним обчислювальним «мозком».
Малюнок: Робочий процес хіміка зі штучним інтелектом, що складається з мобільного робота, обчислювального «мозку», хмарного сервера та 14 робочих станцій для конкретних місій на майданчику Марса для розробки та виробництва всеосяжної системи для електрокаталізаторів OER.
Згідно з документом, відкриття хіміком штучного інтелекту оптимального рецепту синтезу високоентропійних електрокаталізаторів було прискорено на 5 порядків порівняно з традиційною експериментальною парадигмою проб і помилок.
Крім того, дослідники розробили протокол на основі даних, керований хіміками зі штучним інтелектом, щоб продемонструвати перевагу над традиційними протоколами проб і помилок при розробці OER-каталізатора з 6 металевих елементів, вибраних з 3764376 комбінацій.
Згідно з документом, протягом шести тижнів хіміки зі штучним інтелектом використовували алгоритми оптимізації машинного навчання та баєса, щоб вивчити майже 30 000 теоретичних наборів даних та 243 експериментальні набори даних, щоб побудувати прогностичну модель, яка забезпечила перспективну формулу каталізатора OER та найбільш підходящі умови синтезу.
Mars Oxygen, AI або "Каталізатор"
На додаток до невеликої кількості кисню, яку MOXIE вдалося виробити на борту космічного апарату NASA Perseverance, у 2022 році фізик з Лісабонського університету в Португалії Васко Герра та його колеги також припустили, що за допомогою електронного пучка в плазмовому реакторі можна отримати більше кисню.
Вони впорскували повітря, що відповідає марсіанському тиску та складу, у металеву трубку, яка перетворює близько 30 відсотків повітря на кисень, випромінюючи електронний промінь у реакційну камеру. Дослідження підрахували, що пристрій може виробляти близько 14 грамів кисню на годину, чого достатньо для підтримки 28 хвилин дихання.
Однак, хоча цього достатньо для підтримки невеликої системи життєзабезпечення або заправки невеликої ракети, пілотована місія на Марс вимагатиме більш масштабного та ефективного обладнання для генерації кисню.
За оцінками NASA, команді з 4 астронавтів знадобиться близько тонни кисню, щоб вижити на Марсі протягом року, і близько 7 тонн кисню, щоб злетіти з поверхні Марса і повернутися на Землю. Тому киснева генеруюча установка майбутнього може потребувати розмірів автомобіля і мати можливість надійно працювати протягом тривалого часу. **
Хіміки зі штучним інтелектом, запропоновані в цьому дослідженні, досягли нового прориву у виробництві кисню на Марсі, надавши нові ідеї для виробництва кисню на Марсі** і, можливо, зробивши можливим виробництво кисню у великих масштабах**.
Останніми роками ШІ розширив можливості для дослідження Всесвіту людиною. У майбутньому ШІ може стати «каталізатором» для життя людей на Марсі.
Посилання на папір:
Переглянути оригінал
Ця сторінка може містити контент третіх осіб, який надається виключно в інформаційних цілях (не в якості запевнень/гарантій) і не повинен розглядатися як схвалення його поглядів компанією Gate, а також як фінансова або професійна консультація. Див. Застереження для отримання детальної інформації.
У 2000 році в піджурналі Nature була опублікована стаття «Хімік штучного інтелекту» Університету науки і технологій Китаю, яка може виробляти кисень в марсіанському середовищі
Першоджерело: Академічні заголовки
Знайти ознаки життя на Марсі в минулому та побудувати потенційне середовище існування для виживання на Марсі – мета мрії людства.
Виробництво кисню на Марсі – одна з перших проблем, яку потрібно вирішити людям перед тим, як відправитися на Марс.
Хоча NASA раніше успішно підтвердило, що кисень можна виробляти локально на Марсі – обладнання для генерації кисню на борту марсохода Perseverance виробило загалом 122 грами кисню за 16 експериментів з виробництва кисню (еквівалентно кількості кисню, необхідного цуценяті для дихання протягом 10 годин), все ще існує багато труднощів у досягненні великомасштабного виробництва кисню на Марсі.
Тепер штучний інтелект (ШІ) може допомогти нам впоратися з цим викликом. **
**Дослідницька група на чолі з Університетом науки і технологій Китаю розробила робота-хіміка зі штучним інтелектом, який може зробити каталізатор з марсіанського метеорита, перевірити його продуктивність виробництва кисню та повторювати процес, доки не буде знайдено найкращий каталізатор без втручання людини. **
Крім того, дослідники продемонстрували, що каталізатор може працювати в змодельованих марсіанських умовах.
Насправді, проектування каталізатора із заданого списку елементів вимагає дослідження величезного хімічного простору, що є складним завданням для традиційної моделі «проб і помилок». Наприклад, використовуючи 5 різних марсіанських самородних руд як сировину, засновану на цілочисельній відсотковій комбінації інтервалів в 1%, існує 3764376 можливих рецептів, які зайняли б 2000 років, якби процес здійснювався людською працею.
相关研究论文以"Автоматизований синтез каталізаторів, що виробляють кисень, з марсіанських метеоритів роботизованим хіміком зі штучним інтелектом"为题,已发表在 Nature 子刊 Nature Synthesis上。
Менше 6 тижнів, дізнайтеся кращу формулу
Оскільки ракетне паливо та системи життєзабезпечення споживають велику кількість кисню, постачання кисню стало основним завданням для діяльності людини на Марсі.
Нещодавні докази активності води збільшили ймовірність великомасштабного виробництва кисню на Марсі за допомогою процесу електрохімічного окислення води на сонячних батареях з використанням каталізаторів реакції виділення кисню (OER).
Однак є дві основні технічні проблеми, які необхідно подолати, щоб синтезувати придатні для використання каталізатори OER з місцевої марсіанської сировини. По-перше, система синтезу повинна бути безпілотною та автономною, оскільки великі астрономічні відстані не дозволяють людям дистанційно керувати в режимі реального часу, а по-друге, вона повинна бути оснащена науковими інтелектами для ефективного визначення найкращої формули каталізатора за допомогою алгоритмів штучного інтелекту.
І боти зі штучним інтелектом, схоже, є єдиною життєздатною технологією для вирішення обох цих проблем. Ці роботизовані системи потребують інтелектуальної підсистеми, яка може здобувати хімічні знання та формувати прогностичні фізичні моделі.
Хіміки зі штучним інтелектом, розроблені в цьому дослідженні, можуть реалізувати автоматичний і автономний синтез, який може не тільки використовувати мобільних роботів і 14 хімічних робочих станцій для виконання всього процесу хімічного синтезу, структурних характеристик і тестування продуктивності, але також аналізувати експериментальні дані та дані моделювання перших принципів, отримані роботом за допомогою потужних обчислювальних модулів у поєднанні з алгоритмами машинного навчання (ML) і теоретичними моделями, щоб розробити найкращу формулу для завдань хімічного синтезу.
Щоб спростити роботу хіміків зі штучним інтелектом на Марсі, дослідження пропонує двошаровий робочий процес для синтезу електрокаталізаторів OER на місці. ** Зовнішній рівень включає в себе 12 етапів автоматизованих експериментів і управління даними, що виконуються роботами і різними «розумними» хімічними робочими станціями, а внутрішній рівень включає дев'ять послідовних цифрових операцій, що виконуються інтелектуальним обчислювальним «мозком».
Згідно з документом, відкриття хіміком штучного інтелекту оптимального рецепту синтезу високоентропійних електрокаталізаторів було прискорено на 5 порядків порівняно з традиційною експериментальною парадигмою проб і помилок.
Крім того, дослідники розробили протокол на основі даних, керований хіміками зі штучним інтелектом, щоб продемонструвати перевагу над традиційними протоколами проб і помилок при розробці OER-каталізатора з 6 металевих елементів, вибраних з 3764376 комбінацій.
Згідно з документом, протягом шести тижнів хіміки зі штучним інтелектом використовували алгоритми оптимізації машинного навчання та баєса, щоб вивчити майже 30 000 теоретичних наборів даних та 243 експериментальні набори даних, щоб побудувати прогностичну модель, яка забезпечила перспективну формулу каталізатора OER та найбільш підходящі умови синтезу.
Mars Oxygen, AI або "Каталізатор"
На додаток до невеликої кількості кисню, яку MOXIE вдалося виробити на борту космічного апарату NASA Perseverance, у 2022 році фізик з Лісабонського університету в Португалії Васко Герра та його колеги також припустили, що за допомогою електронного пучка в плазмовому реакторі можна отримати більше кисню.
Вони впорскували повітря, що відповідає марсіанському тиску та складу, у металеву трубку, яка перетворює близько 30 відсотків повітря на кисень, випромінюючи електронний промінь у реакційну камеру. Дослідження підрахували, що пристрій може виробляти близько 14 грамів кисню на годину, чого достатньо для підтримки 28 хвилин дихання.
Однак, хоча цього достатньо для підтримки невеликої системи життєзабезпечення або заправки невеликої ракети, пілотована місія на Марс вимагатиме більш масштабного та ефективного обладнання для генерації кисню.
За оцінками NASA, команді з 4 астронавтів знадобиться близько тонни кисню, щоб вижити на Марсі протягом року, і близько 7 тонн кисню, щоб злетіти з поверхні Марса і повернутися на Землю. Тому киснева генеруюча установка майбутнього може потребувати розмірів автомобіля і мати можливість надійно працювати протягом тривалого часу. **
Хіміки зі штучним інтелектом, запропоновані в цьому дослідженні, досягли нового прориву у виробництві кисню на Марсі, надавши нові ідеї для виробництва кисню на Марсі** і, можливо, зробивши можливим виробництво кисню у великих масштабах**.
Останніми роками ШІ розширив можливості для дослідження Всесвіту людиною. У майбутньому ШІ може стати «каталізатором» для життя людей на Марсі.
Посилання на папір: