AI登榜自然杂志,可在6周内找到火星制氧配方,比人类快2000年!

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作者：奥秘科普
近年来，人类一直都在向宇宙深处不断探索，目的就是为了能够找到新的适合人类居住的家园。火星作为太阳系中一颗行星，一直受到人类的广泛关注，认为其可以作为未来人类居住的新家园。所谓日月精华，其中便少不了人们一呼一吸之间所消耗的氧气，所以火星制氧便成为了目前人类移居火星的首要解决的难题之一。近日，据湖南日报报道，施普林格旗下专门的《自然-合成》学术杂志，发表了一份由中国一组科学家撰写的关于化学的文章。该团队表示，已经成功开发出了一款人工智能机器（AI）化学家，可以用火星陨石制造出氧气的催化剂。据了解，该项目的主要负责人是由中国科学技术大学罗毅教授以及深空探索实验室的张哲研究员共同研制。在他们看来，未来的载人火星探测任务中，氧气的供应是必不可少的，人类在火星开展人类活动需要氧气的实时供应，不仅如此，氧气还可以应用于火箭推进剂和生命支持系统。如果想在火星探测等众多任务中实现长远的成本效益，并且不那么繁琐，方法之一就是“就地取材”：使用火星上已有的资源来实现氧气的制造，而不是从地球成吨成吨的运送制氧材料或氧气。那么问题来了，火星上是否具备条件制备氧气呢？近期，科学家也通过火星上陨石成分的元素组成分析找到了火星上存在水的证据。这些证据的发现可以使得人类使用火星已有资源制造出制氧催化剂的目标成为可能。值得注意的是，早在“人工智能化学家”诞生之前，美国NASA就已经成功验证了火星本土上可以制造出氧气，他们在“毅力号”上安装了一个氧气制造器，并且执行了16次制造氧气实验，累计产生了122 g的氧气，不过这样的氧气量只能够维持一只小狗呼吸10个小时左右。因此，想要在火星上获得大规模的氧气供给，美国的这个技术肯定是行不通的。不过，随着人工智能AI技术的发展，现在中国已经找到了破局之法，也就是上文所提到的人工智能AI化学家，它可以实现从火星陨石中寻找并且制作出制氧催化剂，随后自动测试其生成氧气的含量，还能够不断重复这个实验过程，直到寻找出最好的催化剂。最重要的是，整个寻找以及制氧实验全程无需人类的干预，机器人自动执行。不仅如此，它所制造的催化剂还能够在模拟火星的环境下运行。能在火星环境下运行意味着什么？要知道，从给定元素清单中设计催化剂需要探索大量的化学空间，如果让人类不断进行试错，火星制氧将难于登天。要知道，即使仅仅是以5种不同的火星矿石作为原材料，一个整型的比例为1%来估计，那也可以得到整整376376个可能的公式。如果是以传统的人力进行实验，这个过程可能要持续两千年。但是人工智能化学家只需要不到6周的时间，便能够寻找到更好的配方，这就是AI计算的厉害之处。那么，在利用火星本土原材料制作催化剂的过程中，AI化学家是怎么做到在如此短的时间内实现自动和自主合成的呢？要知道，因火星与地球的距离较为遥远，使用远程技术进行操控对其AI化学家制造氧气的工作有很长的时延和信号阻碍。因此，AI化学家只能通过高效的算法计算模型来实现设备的自主运转。算法模型还不够，开发者还为AI化学家提供了一个智能子系统来获取化学知识并且形成一定的预测物理模型。此外，该AI化学家还能在14个指定的化学工作站上完成化学合成、结构表征与性质检测等工作。所以，人工智能化学家们在六个星期之内，从30000多个理论数据和243个试验数据中，运用最大似然法和贝叶斯优化方法，构建了相应的预测模型，最终给出了最优的 OER催化剂配方及最佳制备工艺。未来，随着AI技术的进一步发展，将进一步推动人类实现移居火星和火星探测任务的计划。创作不易，如果觉得还不错的话，请帮忙点击右下角【在看】和【点赞】，后续将创作更多好文分享给各位看官。