“Kunstig Kjemiker” Utfører Kjemiske Reaksjoner

Kunstig intelligens (AI) er på vei inn i alle fagfelt, inkludert kjemi. I den nyeste innovasjonen har forskere fra North Carolina State University og University at Buffalo utviklet en ny teknologi kalt “Kunstig Kjemiker”. Teknologien bruker kunstig intelligens og et automatisert system for å utføre kjemiske reaksjoner, som deretter akselerer forskning, utvikling og produksjon av kommersielle materialer. 

Artikkelen med tittelen “Kunstig Kjemiker: En Autonom Quantum Dot Syntese Bot” er publisert i Advanced Materials. 

Bekreftelse Av Konsept Eksperimenter

Forskerne demonstrerte i bekreftelse av konsept eksperimenter at verktøyet kan identifisere og produsere de beste mulige kvantedoter for enhver farge. Det er i stand til å gjøre dette innen 15 minutter eller mindre. Kvantedoter brukes i applikasjoner som LED-skjermer og er koloidale halvleder nanokrystaller.

Ifølge forskerne er Kunstig Kjemiker også i stand til å identifisere det beste materialet for en rekke målbare egenskaper, og ikke bare kvantedoter. 

Milad Abolhasani er en assistentprofessor i kjemisk og biomolekylær ingeniørvidenskap ved NC State og en korresponderende forfatter av artikkelen. 

“Kunstig Kjemiker er et virkelig autonomt system som kan intelligently navigere gjennom det kjemiske universet,” sier Abolhasan. “For øyeblikket er Kunstig Kjemiker designet for løsning-behandlede materialer – det vil si at det fungerer for materialer som kan lages ved hjelp av flytende kjemiske forløpere. Løsning-behandlede materialer inkluderer høyverdige materialer som kvantedoter, metall/mettall-oksidenanopartikler, metallorganiske rammer (MOF’er) og så videre.

“Kunstig Kjemiker er lignende en selvkjørende bil, men en selvkjørende bil har i det minste en begrenset mengde ruter å velge mellom for å nå sitt forhåndsvalgte destinasjon. Med Kunstig Kjemiker gir du det en sett med ønskede parametre, som er egenskapene du ønsker det endelige materialet skal ha. Kunstig Kjemiker må finne ut alt annet, som hva de kjemiske forløperne vil være og hva den syntetiske ruten vil være, samtidig som det minimerer forbruket av disse kjemiske forløperne.

“Slutresultatet er en fullstendig autonomt materialutviklingsteknologi som ikke bare hjelper deg med å finne det ideelle løsning-behandlede materialet raskere enn noen teknikk som for øyeblikket er i bruk, men den gjør det ved å bruke små mengder kjemiske forløpere. Det reduserer betydelig avfall og gjør materialutviklingsprosessen mye mindre dyrt.” 

“Kroppen” Og “Hjernen” 

Kunstig Kjemiker er i stand til å utføre eksperimenter og registrere eksperimentelle resultater, samt registrere data og bestemme neste eksperiment. 

Kunstig Kjemikers “kropp” inkorporerte og automatiserte to spesifikke flyt-synteseplattformer i sin proof-of-concept testing: Nanocrystal Factory og NanoRobo. Mens teknologien kunne kjøre 500 kvantedot-syntese-eksperimenter hver dag, tror Abolhasani at tallet kunne være 1 000. 

“Hjernen” i Kunstig Kjemiker er et AI-program som er i stand til å karakterisere materialene som syntetiseres av “kroppen”. Dataene brukes deretter til å gjøre autonome beslutninger om eksperimentelle betingelser for neste eksperiment. Disse beslutningene handler om hva som er den mest effektive veien til å oppnå de beste materialegenskapene. 

Kunstig Kjemiker forbedrer sin evne til å identifisere det riktige materialet over tid ved å lagre data som genereres fra hver forespørsel den mottar. 

Når det gjelder AI som bestemmer hva neste eksperiment vil være, testet forskerne ni forskjellige politikker. Gjennom en rekke forespørsler, ble Kunstig Kjemiker bedt om å identifisere det beste kvantedot-materialet for tre forskjellige utgangsparametre. 

Resultatene viste at det var i stand til å identifisere det beste kvantedot-materialet innen en og en halv time. Men den tiden ble redusert ned til 10 til 15 minutter etter at det hadde forhåndskunnskap. 

“Jeg tror at autonomt materialforskning og utvikling, muliggjort av Kunstig Kjemiker, kan forme fremtiden for materialutvikling og produksjon,” sa Abolhasani. “Jeg søker nå etter partnere for å hjelpe oss med å overføre teknikken fra laboratoriet til den industrielle sektoren.”