“Chimistul Artificial” efectuează reacții chimice

Inteligența Artificială (IA) face loc în fiecare domeniu, inclusiv în Chimie. În cea mai recentă inovație, cercetătorii de la Universitatea de Stat din Carolina de Nord și Universitatea din Buffalo au dezvoltat o nouă tehnologie numită “Chimistul Artificial”. Tehnologia utilizează inteligența artificială și un sistem automatizat pentru a efectua reacții chimice, ceea ce accelerează cercetarea, dezvoltarea și producția de materiale comerciale.

Articolul intitulat “Chimistul Artificial: Un robot autonom de sinteză a punctelor cuantice” este publicat în Advanced Materials.

Experimente de demonstrare a conceptului

Cercetătorii au demonstrat în experimente de demonstrare a conceptului că instrumentul poate identifica și produce cele mai bune puncte cuantice posibile pentru orice culoare. Acesta este capabil să facă acest lucru în 15 minute sau mai puțin. Punctele cuantice sunt utilizate în aplicații precum afișaje LED și sunt nanocristale semiconductoare coloidale.

Conform cercetătorilor, Chimistul Artificial este, de asemenea, capabil să identifice cel mai bun material pentru o varietate de proprietăți măsurabile, și nu numai puncte cuantice.

Milad Abolhasani este profesor asistent de inginerie chimică și biochimică la NC State și autor corespondent al articolului.

“Chimistul Artificial este un sistem cu adevărat autonom care poate naviga inteligent prin universul chimic”, spune Abolhasani. “În prezent, Chimistul Artificial este proiectat pentru materiale procesate prin soluție – adică funcționează pentru materiale care pot fi fabricate utilizând precursori chimici lichizi. Materialele procesate prin soluție includ materiale de înaltă valoare, cum ar fi puncte cuantice, nanoparticule metalice/metalice oxidate, rețele metal-organic (MOF) și altele.

“Chimistul Artificial este similar cu o mașină condusă autonom, dar o mașină condusă autonom are cel puțin un număr finit de rute pe care le poate alege pentru a ajunge la destinația preselectată. Cu Chimistul Artificial, îi dai un set de parametri dorite, care sunt proprietățile pe care le dorești ca materialul final să le aibă. Chimistul Artificial trebuie să descopere tot restul, cum ar fi ce vor fi precursorii chimici și ce va fi ruta de sinteză, minimizând consumul de precursori chimici.

“Rezultatul final este o tehnologie de dezvoltare a materialelor complet autonomă care nu numai că vă ajută să găsiți materialul ideal procesat prin soluție mai rapid decât orice tehnică utilizată în prezent, dar o face utilizând cantități mici de precursori chimici. Acest lucru reduce semnificativ deșeurile și face procesul de dezvoltare a materialelor mult mai ieftin.”

“Corpul” și “Creierul”

Chimistul Artificial este capabil să efectueze experimente și să simtă rezultatele experimentale, precum și să înregistreze datele și să determine următorul experiment.

“Corpul” Chimistului Artificial a incorporat și automatizat două platforme de sinteză de flux specifice în testarea sa de concept: Nanocrystal Factory și NanoRobo. În timp ce tehnologia a putut rula 500 de experimente de sinteză a punctelor cuantice pe zi, Abolhasani crede că numărul acesta ar putea fi de 1.000.

“Creierul” Chimistului Artificial este un program de inteligență artificială care este capabil să caracterizeze materialele care sunt sintetizate de corp. Datele sunt apoi utilizate pentru a lua decizii autonome cu privire la condițiile experimentale pentru următorul experiment. Aceste decizii se referă la cea mai eficientă cale de a obține cele mai bune compoziții de materiale.

Chimistul Artificial își îmbunătățește capacitatea de a identifica materialul corect în timp, stocând datele generate de la fiecare solicitare pe care o primește.

Atunci când vine vorba de decizia IA cu privire la următorul experiment, cercetătorii au testat nouă politici diferite. Prin intermediul unei serii de solicitări, Chimistul Artificial a fost solicitat să identifice cel mai bun material de puncte cuantice pentru trei parametri de ieșire diferiți.

Rezultatele au arătat că a fost capabil să identifice cel mai bun punct cuantic într-o oră și jumătate. Cu toate acestea, timpul a fost redus la 10-15 minute după ce a avut cunoștințe anterioare.

“Cred că cercetarea și dezvoltarea materialelor autonome, permisă de Chimistul Artificial, poate redefini viitorul dezvoltării și producției de materiale”, a spus Abolhasani. “Acum, caut parteneri pentru a ne ajuta să transferăm tehnica din laborator în sectorul industrial.”