“Yapay Kimyager” Kimyasal Reaksiyonları Gerçekleştiriyor

Yapay Zeka (AI), Kimya dahil her alana giriyor. Son yenilikte, North Carolina State Üniversitesi ve Buffalo Üniversitesi’nden araştırmacılar, “Yapay Kimyager” adlı yeni bir teknoloji geliştirdiler. Bu teknoloji, yapay zeka ve otomatik bir sistemi kullanarak kimyasal reaksiyonları gerçekleştirir ve ticari malzemelerin araştırması, geliştirilmesi ve üretiminin hızlanmasını sağlar.

“Yapay Kimyager: Otonom Kuantum Nokta Sentez Botu” adlı makale, Advanced Materials dergisinde yayımlandı.

Kavramın Kanıtları Deneyleri

Araştırmacılar, kavramın kanıtları deneylerinde, aracın herhangi bir renk için en iyi olası kuantum noktalarını tanımlayabileceğini ve üretabileceğini gösterdiler. Bunu 15 dakika veya daha kısa sürede yapabiliyor. Kuantum noktaları, LED ekranlar gibi uygulamalarda kullanılan koloidal yarı iletken nanokristallerdir.

Araştırmacılara göre, Yapay Kimyager ayrıca yalnızca kuantum noktaları değil, çeşitli ölçülebilir özellikler için en iyi malzeme tanımlayabilme yeteneğine de sahiptir.

Milad Abolhasani, NC State’te kimya ve biyomoleküler mühendislik yardımcı profesörü ve makalenin yazarlarından biridir.

“Yapay Kimyager, gerçekten otonom bir sistemdir ve kimyasal evreni akıllıca gezinebilir” diyor Abolhasani. “Şu anda, Yapay Kimyager, çözelti işlenen malzemeler için tasarlandı – yani sıvı kimyasal öncüller kullanılarak üretilen malzemeler için çalışır. Çözelti işlenen malzemeler, kuantum noktaları, metal/metal oksit nanoparçacıkları, metal organik çerçeveler (MOF’ler) gibi yüksek değerli malzemeleri içerir.

“Yapay Kimyager, bir özelliğe sahip bir araba gibidir, ancak bir özelliğe sahip bir araba en azından önceden seçilen varış noktasına ulaşmak için seçilebilecek sınırlı bir aantal güzergahı vardır. Yapay Kimyager ile, istediğiniz parametreleri verirsiniz, bunlar son malzemenin sahip olmasını istediğiniz özelliklerdir. Yapay Kimyager, kimyasal öncüllerin ne olacağını ve sentetik yolun ne olacağını belirlemek zorundadır ve aynı zamanda bu kimyasal öncüllerin tüketimini en aza indirir.

“Sonuç, mevcut tekniklerin hepsinden daha hızlı bir şekilde ideal çözelti işlenen malzeme bulmanıza yardımcı olan ve bunu yaparken çok küçük miktarda kimyasal öncüller kullanarak, böylece atığı önemli ölçüde azaltan ve malzemelerin geliştirilme sürecini çok daha ucuz hale getiren, tam otonom bir malzeme geliştirme teknolojisidir.”

“Vücut” ve “Beyin”

Yapay Kimyager, deneyleri gerçekleştirebilir, deneysel sonuçları algılayabilir, verileri kaydedebilir ve bir sonraki deney için karar verebilir.

Yapay Kimyager’in “vücut”su, kavramın kanıtları testinde, Nanokristal Fabrikası ve NanoRobo adlı iki özel akış sentez platformunu entegre etti. Teknoloji, her gün 500 kuantum noktası sentez deneyi gerçekleştirebiliyordu, ancak Abolhasani bunun 1.000 olabileceğine inanıyor.

Yapay Kimyager’in “beyni”, sentezlenen malzemeleri karakterize edebilen bir yapay zeka programıdır. Veriler, bir sonraki deney için deneysel koşullar hakkında otonom kararlar almak için kullanılır. Bu kararlar, en iyi malzeme bileşimlerini elde etmenin en verimli yolunu belirleme etrafında döner.

Yapay Kimyager, her aldığı talepten oluşan verileri depolayarak, doğru malzeme tanımlama yeteneğini zamanla geliştirir.

Araştırmacılar, bir sonraki deney için ne olacağını belirleme konusunda yapay zekanın karar verme sürecini test etmek için dokuz farklı politika denediler. Bir dizi taleple, Yapay Kimyager’den üç farklı çıkış parametresi için en iyi kuantum noktası malzemesini tanımlaması istendi.

Sonuçlar, bunun bir buçuk saat içinde yapılabileceğini gösterdi. Ancak, önceden bilgi sahibi olduktan sonra bu süre 10 ila 15 dakikaya düşürüldü.

“Yapay Kimyager tarafından sağlanan otonom malzeme Ar-Ge’sinin, malzeme geliştirme ve üretiminin geleceğini şekillendirebileceğine inanıyorum” dedi Abolhasani. “Şimdi, bu tekniği laboratuvarından endüstriyel sektöre taşımamızda yardımcı olacak ortaklar arıyorum.”