سرعت 100 برابری انجام پژوهش‌های علم مواد با هوش مصنوعی

به گزارش خبرگزای صدا و سیما، پژوهشگران آزمایشگاه ملی لارنس برکلی از ربات‌ها و هوش مصنوعی استفاده می‌کنند تا سرعت انجام پژوهش‌ها و تحقیقات را ۱۰۰ برابر افزایش دهد.

به نقل از آی‌ای، یک گروه پژوهشی به سرپرستی «یان زنگ» (Yan Zeng) دانشمند آزمایشگاه ملی لارنس برکلی (Berkeley Lab) متعلق به وزارت انرژی آمریکا، یک آزمایشگاه تحقیقاتی جدید مواد ساخته است که در آن ربات‌ها تمام کار را انجام می‌دهند و هوش مصنوعی می‌تواند تصمیمات را بگیرد. این ابتکار اجازه می‌دهد تا کار‌ها به صورت شبانه‌روزی انجام شود و در نتیجه سرعت تحقیق و پژوهش را به شدت افزایش دهد.

 

امکانات تحقیقاتی و ابزار دقیق طی سال‌ها راهی طولانی را پیموده‌اند، اما ماهیت تحقیق و پژوهش ثابت مانده است. در کانون هر آزمایش، انسانی قرار دارد که اندازه‌گیری‌ها را انجام می‌دهد، داده‌ها را معنا می‌کند و در مورد مراحل بعدی تصمیم‌گیری می‌کند.

 

اکنون در آزمایشگاه A-Lab که به تازگی در برکلی راه اندازی شده، پژوهشگران به رهبری «یان زنگ» می‌خواهند با استفاده از رباتیک و هوش مصنوعی مرز‌های سرعت تحقیقات فعلی را بشکنند.

 

A-Lab فضایی به مساحت ۵۵ متر مربع است که مجهز به سه بازوی رباتیک و هشت کوره است. کار بر روی این مفهوم در سال ۲۰۲۰ آغاز شد و با بودجه وزارت انرژی، ساخت و ساز آن در سال ۲۰۲۲ آغاز شد و در مدت کمی بیشتر از یک سال تکمیل شد.

 

نقش A-Lab ترکیب مواد جدیدی است که بتوانند برای ساخت طیف وسیعی از محصولات جدید مانند سلول‌های خورشیدی، سلول‌های سوختی و ترموالکتریک که در بخش انرژی پاک انرژی تولید می‌کنند، مورد استفاده قرار گیرند.

 

دانشمندان سال‌هاست که از روش‌های محاسباتی برای پیش‌بینی مواد جدید استفاده می‌کنند، اما آزمایش در این حوزه یک گلوگاه بزرگ بوده است، زیرا روند کندی دارد. در A-Lab، اما این فرآیند در مقایسه با یک انسان تا ۱۰۰ برابر می‌تواند تسریع شود.

 

برای انجام این کار، پژوهشگران یا هوش مصنوعی یک ماده هدف را برای ترکیب انتخاب می‌کنند و یک بازوی رباتیک با وزن کردن و مخلوط کردن مواد مختلف مورد نیاز برای ایجاد ماده جدید شروع به کار می‌کند. این‌ها می‌توانند فلزات مختلف و اکسید‌های آن‌ها باشند که به صورت پودر در دسترس هستند و در یک حلال مخلوط می‌شوند تا به طور یکنواخت توزیع شوند و سپس به کوره منتقل می‌شوند.

 

سپس یک نمونه حاوی این مخلوط توسط ربات به کوره فرستاده می‌شود، جایی که می‌توان آن را تا ۲۲۰۰ درجه فارنهایت (۱۲۰۰ درجه سانتیگراد) گرم کرد و در صورت نیاز گاز‌هایی را به آن تزریق کرد. هوش مصنوعی کنترل کل این فرآیند را در دست دارد و ترکیبات و شرایط واکنش را طبق نتایج دلخواه تنظیم می‌کند.

 

بازوی رباتیک دیگری مواد جدید را از کوره بازیابی می‌کند و آن را روی یک میز می‌برد، جایی که زیر پراش‌سنج (diffractometer) اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی قرار می‌گیرد و تجزیه و تحلیل می‌شود و نتایج آن به هوش مصنوعی فرستاده می‌شود، سپس به سرعت فرآیند را تا رسیدن به مطلوب تکرار می‌کند تا این که مواد جدید به دست بیاید.

 

انسان‌ها نیز از طریق تصاویر ویدیویی و هشدار‌های تولید شده توسط سیستم، این فرآیند را زیر نظر دارند و شرایط را طوری تنظیم می‌کنند تا توانایی ذخیره مجدد منابع و تغییر پیش‌ساز‌ها را داشته باشند و همچنین اجازه می‌دهند مایعات در این فرآیند، مخلوط و گرم شوند.