“Штучний Хімік” Виконує Хімічні Реакції

Штучний інтелект (ШІ) проникає в кожну галузь, включаючи хімію. В останній інновації дослідники з Університету штату Північна Кароліна та Університету Баффало створили нову технологію під назвою “Штучний Хімік”. Ця технологія використовує штучний інтелект та автоматизовану систему для проведення хімічних реакцій, що прискорює дослідження, розробку та виробництво комерційних матеріалів.

Стаття під назвою “Штучний Хімік: Автономний Бот Синтезу Квантових Крапок” опублікована в Advanced Materials.

Експерименти з Доведення Концепції

Дослідники продемонстрували в експериментах з доведення концепції, що інструмент може ідентифікувати та виробляти найкращі можливі квантові крапки для будь-якого кольору. Він здатний робити це протягом 15 хвилин або менше. Квантові крапки використовуються в застосунках, таких як дисплеї LED, і є колоїдними напівпровідниковими нанокристалами.

За словами дослідників, Штучний Хімік також здатний ідентифікувати найкращий матеріал для різноманітних вимірюваних властивостей, а не тільки квантових крапок.

Мілад Абольхасані – асистент професора хімічної та біомедичної інженерії в Університеті штату Північна Кароліна та відповідальний автор статті.

“Штучний Хімік – це真正 автономна система, яка може інтелектуально навігації через хімічний всесвіт”, – каже Абольхасані. “Наразі Штучний Хімік розроблений для матеріалів, які можна виготовити за допомогою рідинних хімічних попередників. До цих матеріалів належать високоцінні матеріали, такі як квантові крапки, металеві/металеві оксидні наночастинки, металоорганічні каркасні структури (МОФ) тощо.

“Штучний Хімік схожий на самоходний автомобіль, але самоходний автомобіль至少 має скінченну кількість маршрутів для вибору, щоб досягти своєї попередньо обраної мети. З Штучним Хіміком ви даєте йому набір бажаних параметрів, які є властивостями, які ви хочете, щоб мали кінцевий матеріал. Штучний Хімік повинен вирішити все інше, наприклад, які будуть хімічні попередники та синтетичний шлях, при цьому мінімізуючи споживання тих хімічних попередників.

“Результатом є повністю автономна технологія розробки матеріалів, яка не тільки допомагає вам знайти ідеальний матеріал швидше, ніж будь-які інші методи, які зараз використовуються, але робить це за допомогою мінімальних кількостей хімічних попередників. Це суттєво знижує відходи та робить процес розробки матеріалів значно менше витратним.”

“Тіло” та “Мозок”

Штучний Хімік здатний проводити експерименти та відчувати результати експериментів, а також реєструвати дані та визначати наступний експеримент.

“Тіло” Штучного Хіміка включає та автоматизує дві конкретні платформи синтезу потоку в його тестуванні концепції: Nanocrystal Factory та NanoRobo. Хоча технологія могла проводити 500 експериментів з синтезу квантових крапок щодня, Абольхасані вважає, що ця кількість могла б бути 1000.

“Мозок” Штучного Хіміка – це програма штучного інтелекту, яка здатна характеризувати матеріали, які синтезуються “тілом”. Дані потім використовуються для прийняття автономних рішень щодо умов експериментів для наступного експерименту. Ці рішення обертаються навколо того, який є найбільш ефективним шляхом до досягнення найкращих матеріальних складів.

Штучний Хімік покращує свою здатність ідентифікувати правильний матеріал з часом, зберігаючи дані, які генеруються з кожного запиту, який він отримує.

Коли мова йде про те, щоб штучний інтелект вирішував, який буде наступний експеримент, дослідники протестували дев’ять різних політик. Через серію запитів Штучний Хімік був запитаний, щоб ідентифікувати найкращий матеріал квантових крапок для трьох різних параметрів виводу.

Результати показали, що він був здатний ідентифікувати найкращу квантову крапку протягом однієї години та півгодини. Однак цей час був знижений до 10-15 хвилин після того, як він мав попередні знання.

“Я вважаю, що автономні дослідження та розробка матеріалів, забезпечені Штучним Хіміком, можуть змінити майбутнє розробки та виробництва матеріалів”, – сказав Абольхасані. “Зараз я шукаю партнерів, щоб допомогти нам перенести цю техніку з лабораторії в промисловий сектор.”