ืจืืืืืืงื
โืืืืื ืืืืืืชืโ ืืืฆืข ืชืืืืืช ืืืืืืช
בינה מלאכותית (AI) חודרת לכל תחום, כולל כימיה. בחידוש האחרון, חוקרים מאוניברסיטת מדינת קרוליינה הצפונית ואוניברסיטת באפלו פיתחו טכנולוגיה חדשה הנקראת “כימאי מלאכותי”. הטכנולוגיה משתמשת בבינה מלאכותית ובמערכת אוטומטית על מנת לבצע תגובות כימיות, שמאיצות את המחקר, הפיתוח והייצור של חומרים מסחריים.
המאמר בשם ”כימאי מלאכותי: בוט לסינתזה אוטונומית של נקודות קוונטיות,” פורסם ב Advanced Materials.
ניסויים להוכחת מושג
החוקרים הדגימו בניסויים להוכחת מושג כי הכלי מסוגל לזהות ולייצר את הנקודות הקוונטיות הטובות ביותר לכל צבע. הוא מסוגל לעשות זאת בתוך 15 דקות או פחות. נקודות קוונטיות משמשות ביישומים כגון LED והן ננו-גבישים קולואידיים של חומר מוליך למחצה.
על פי החוקרים, הכימאי המלאכותי מסוגל גם לזהות את החומר הטוב ביותר למגוון רחב של תכונות שניתנות למדידה, ולא רק נקודות קוונטיות.
מילאד אבולחסאני הוא פרופסור חבר להנדסה כימית וביומולקולרית ב-NC State ומחבר מתאם של המאמר.
”כימאי מלאכותי הוא מערכת אוטונומית אמיתית שיכולה לנווט באופן אינטליגנטי דרך היקום הכימי,” אומר אבולחסאני. ”כרגע, כימאי מלאכותי תוכנן עבור חומרים המעובדים בתמיסה – כלומר הוא עובד עבור חומרים שניתן ליצור באמצעות תחמוצות כימיות נוזליות. חומרים המעובדים בתמיסה כוללים חומרים בעלי ערך גבוה כגון נקודות קוונטיות, ננו-חלקיקים מתכת/תחמוצת מתכת, מסגרות אורגניות-מתכתיות (MOFs) וכו’.
”כימאי מלאכותי דומה למכונית אוטונומית, אבל מכונית אוטונומית לפחות היא בעלת מספר סופי של נתיבים לבחירה על מנת להגיע ליעד המוגדר מראש. עם כימאי מלאכותי, אתה נותן לו סט של פרמטרים רצויים, שהם התכונות שאתה רוצה שהחומר הסופי יהיה בעל. כימאי מלאכותי צריך לגלות הכל, כולל מה יהיו התחמוצות הכימיות ומה תהיה הנתיב הסינתטי, תוך הקטנת צריכת התחמוצות הכימיות.
”התוצאה הסופית היא טכנולוגיה לפיתוח חומרים אוטונומית לחלוטין, שלא רק עוזרת לך למצוא את הפתרון האידיאלי יותר מהר מאשר כל טכניקה הנמצאת בשימוש כיום, אלא עושה זאת באמצעות כמויות זעירות של תחמוצות כימיות. זה מקטין משמעותית את הפסולת והופך את תהליך פיתוח החומרים להרבה פחות יקר.”
ה”גוף” וה”מוח”
כימאי המלאכותי מסוגל לבצע ניסויים ולחוש את תוצאות הניסוי, כמו גם לרשום את הנתונים ולקבוע את הניסוי הבא.
”גופו” של כימאי המלאכותי כלל ואינטגרט את שתי פלטפורמות הסינתזה האוטומטיות הספציפיות בבדיקת המושג: Nanocrystal Factory ו-NanoRobo. בעוד שהטכנולוגיה הייתה מסוגלת לרוץ 500 ניסויים של סינתזה של נקודות קוונטיות בכל יום, אבולחסאני מאמין כי מספר זה יכול להיות 1,000.
”מוחו” של כימאי המלאכותי הוא תוכנית AI המסוגלת לאפיין את החומרים המסונתזים על ידי הגוף. הנתונים משמשים לקבלת החלטות אוטונומיות בנוגע לתנאים הניסויים לניסוי הבא. החלטות אלו סובבות סביב מהו הנתיב היעיל ביותר להשגת הרכב החומרים הטוב ביותר.
כימאי המלאכותי משפר את יכולתו לזהות את החומר הנכון עם הזמן על ידי אחסון נתונים המיוצרים מכל בקשה שהוא מקבל.
כאשר מדובר ב-AI שקובע מה יהיה הניסוי הבא, החוקרים בדקו תשע מדיניות שונות. דרך סדרה של בקשות, כימאי המלאכותי נדרש לזהות את החומר הטוב ביותר לשלושה פרמטרים שונים של פלט.
התוצאות הראו כי הוא הצליח לזהות את הנקודה הקוונטית הטובה ביותר בתוך שעה וחצי. אולם, זמן זה קוצר ל-10 עד 15 דקות לאחר שהוא היה בעל ידע קודם.
”אני מאמין כי פיתוח חומרים אוטונומיים המאופשרים על ידי כימאי מלאכותי יכול לשנות את עתיד פיתוח וייצור החומרים,” אמר אבולחסאני. ”אני כעת מחפש שותפים לעזור לנו להעביר את הטכניקה מהמעבדה לתעשייה.”
