“Штучний Хімік” Виконує Хімічні Реакції

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

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

Експерименти з доведення концепції

Дослідники продемонстрували в експериментах з доведення концепції, що інструмент може ідентифікувати та виробляти найкращі можливі квантові точки для будь-якого кольору. Він здатний робити це протягом 15 хвилин або менше. Квантові точки використовуються в застосунках, таких як дисплеї LED, і являють собою колоїдні напівпровідникові нанокристали.

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

Мілад Абольхасані є асистентом професора хімічної та біомедичної інженерії в Університеті штату Північна Кароліна та відповідальним автором статті.

“Штучний Хімік – це真正 автономна система, яка може інтелектуально орієнтуватися в хімічному світі”, – говорить Абольхасані. “Наразі Штучний Хімік розроблений для матеріалів, оброблених у розчині – тобто він працює з матеріалами, які можна виготовити за допомогою рідких хімічних попередників. Матеріали, оброблені у розчині, включають високоцінні матеріали, такі як квантові точки, наночастинки металів/металічних оксидів, металоорганічні каркаси (MOF) та ін.

“Штучний Хімік схожий на автомобіль з автопілотом, але автомобіль з автопілотом至少 має скінченну кількість маршрутів для вибору, щоб дістатися до попередньо вибраної точки призначення. З Штучним Хіміком ви даєте йому набір бажаних параметрів, які є властивостями, які ви хочете, щоб мали кінцевий матеріал. Штучний Хімік повинен все інше вирішити, наприклад, які будуть хімічні попередники та який буде синтетичний шлях, при цьому мінімізуючи споживання тих хімічних попередників.

“Результатом є повністю автономна технологія розробки матеріалів, яка не лише допомагає знайти ідеальне рішення-оброблене матеріал швидше, ніж будь-які техніки, які зараз використовуються, але робить це за допомогою крихітних кількостей хімічних попередників. Це суттєво зменшує відходи та робить процес розробки матеріалів значно дешевшим.”

“Тіло” і “Мозок”

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

“Тіло” Штучного Хіміка включає в себе дві автоматизовані платформи синтезу потоку в його перевірці концепції: Nanocrystal Factory і NanoRobo. Хоча технологія могла проводити 500 експериментів з синтезу квантових точок щодня, Абольхасані вважає, що ця кількість могла бути 1000.

“Мозок” Штучного Хіміка – це програма штучного інтелекту, яка здатна характеризувати матеріали, які синтезуються тілом. Дані потім використовуються для автономних рішень про умови експерименту для наступного експерименту. Ці рішення обертаються навколо того, який є найефективнішим шляхом до досягнення найкращих складів матеріалів.

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

Коли справа доходить до того, 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 квантової точки для трьох різних параметрів виводу.

Результати показали, що він зміг ідентифікувати найкращу квантову точку протягом однієї з половиною години. Однак цей час був зменшений до 10-15 хвилин після того, як він мав попередні знання.

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