Un robot dotato di intelligenza artificiale ha utilizzato con successo estratti di meteoriti marziani per creare ossigeno.
Questo esperimento pionieristico, condotto da un team dell'Università di Scienza e Tecnologia della Cina e riportato in Sintesi della naturadimostra il potenziale dell'intelligenza artificiale a supporto dell'esplorazione spaziale o addirittura della colonizzazione planetaria.
Il compito del robot AI era quello di sviluppare un catalizzatore dai campioni di roccia marziana, accelerando il processo di produzione di ossigeno dall'acqua.
In termini chimici, un catalizzatore è una sostanza che accelera una reazione chimica senza essere consumata nel processo. In questo contesto, il catalizzatore facilita l'estrazione dell'ossigeno dall'acqua, un processo fondamentale per sostenere la vita umana su Marte.
L'esperimento del team prevedeva l'utilizzo di un chimico robotico AI per automatizzare la creazione e l'ottimizzazione di questo catalizzatore. Questo approccio era necessario perché per produrre ossigeno su Marte è necessario convertire in modo efficiente l'acqua in ossigeno, un'operazione difficile nel duro ambiente marziano.
Il catalizzatore sviluppato è un complesso composto multimetallico. In particolare, si tratta di un catalizzatore a sei metalli composto da manganese, ferro, nichel, magnesio, alluminio e calcio.
Questa combinazione unica è stata identificata attraverso un processo guidato dall'intelligenza artificiale che ha analizzato e testato milioni di potenziali composizioni per trovare la formula più efficace per la reazione di evoluzione dell'ossigeno (OER).
Ecco come funziona in pratica:
- Scissione dell'acqua: L'obiettivo principale è quello di scindere le molecole di acqua (H2O) in ossigeno (O2) e idrogeno (H2). Questo processo richiede un apporto di energia e avviene attraverso una reazione elettrochimica.
- Ruolo del catalizzatore: Il catalizzatore, composto da manganese (Mn), ferro (Fe), nichel (Ni), magnesio (Mg), alluminio (Al) e calcio (Ca), svolge un ruolo fondamentale in questa reazione. Serve a ridurre la quantità di energia necessaria per avviare e sostenere il processo di scissione dell'acqua. In sostanza, rende più efficiente e fattibile l'estrazione di ossigeno dall'acqua, soprattutto in condizioni marziane.
- Reazione di evoluzione dell'ossigeno (OER): Durante l'OER, il catalizzatore facilita il rilascio di atomi di ossigeno dalle molecole d'acqua. In presenza del catalizzatore, le molecole d'acqua vengono scisse più facilmente in ossigeno e idrogeno con l'aiuto di una corrente elettrica.
Il robot AI ha analizzato vasti dati sperimentali e teorici per sintetizzare un catalizzatore valido tra oltre 3,7 milioni di formule possibili. Il team ha dimostrato con successo il processo a temperature simili a quelle marziane e ha dimostrato la fattibilità del controllo remoto dell'operazione.
Secondo gli autori, per ottenere questo risultato manualmente sarebbero stati necessari circa 2.000 anni di lavoro umano.
Il professor Jun Jiang, coautore del lavoro, ha sottolineato l'importanza del risultato, affermando: "La più grande implicazione è che un robot guidato dall'intelligenza artificiale è in grado di produrre sostanze chimiche utili in condizioni sconosciute con materiali sconosciuti".
Egli immagina di inviare questi robot sulla Luna e su Marte per produrre sostanze chimiche e materiali essenziali per i coloni umani.
Sottolineando l'importanza dell'ossigeno, Charles Cockell, professore di astrobiologia presso l'Università di Edimburgo e non coinvolto nello studio, ha osservato: "Non c'è risorsa più importante dell'ossigeno per respirare".
Ha descritto l'esperimento come un "esempio entusiasmante" di utilizzo di robot su Marte per estrarre minerali in grado di catalizzare la produzione di ossigeno dall'abbondante ghiaccio del pianeta, aprendo la strada a insediamenti permanenti e autosufficienti.
Col tempo, i laboratori robotici potrebbero gettare le basi infrastrutturali su Marte e altri pianeti prima dell'arrivo di colonizzatori umani.
Il dottor Stephen Thompson, esperto planetario, ha suggerito che i laboratori di intelligenza artificiale nello spazio potrebbero fungere da "stazioni di rifornimento" per i veicoli spaziali, utilizzando l'idrogeno rimasto dall'estrazione dell'ossigeno.
Questa ricerca integra la chimica, la robotica e la progettazione di software per aprire nuove possibilità di insediamento umano su altri corpi planetari, un'area in cui i robot AI eccelleranno.
