En robot utstyrt med kunstig intelligens har brukt meteorittekstrakter fra Mars til å lage oksygen.
Dette banebrytende eksperimentet, utført av et team ved University of Science and Technology of China og rapportert i Syntese av naturenviser at kunstig intelligens har potensial til å støtte utforskning av verdensrommet og til og med kolonisering av planeter.
AI-roboten fikk i oppgave å utvikle en katalysator fra steinprøvene fra Mars, slik at prosessen med å produsere oksygen fra vann ble fremskyndet.
I kjemiske termer er en katalysator et stoff som fremskynder en kjemisk reaksjon uten å bli forbrukt i prosessen. I denne sammenhengen gjør katalysatoren det lettere å utvinne oksygen fra vann - en prosess som er avgjørende for å opprettholde menneskelig liv på Mars.
Teamets eksperiment gikk ut på å bruke en robotkjemiker med kunstig intelligens til å automatisere produksjonen og optimaliseringen av denne katalysatoren. Denne tilnærmingen var nødvendig fordi produksjon av oksygen på Mars krever effektiv omdanning av vann til oksygen, noe som er utfordrende i det tøffe miljøet på Mars.
Katalysatoren som er utviklet, er en kompleks multimetallisk forbindelse. Nærmere bestemt er det en katalysator som består av seks metaller: mangan, jern, nikkel, magnesium, aluminium og kalsium.
Denne unike kombinasjonen ble identifisert gjennom en AI-drevet prosess som analyserte og testet millioner av potensielle sammensetninger for å finne den mest effektive formelen for oksygenutviklingsreaksjonen (OER).
Slik fungerer det i praksis:
- Vannspalting: Det primære målet er å spalte vannmolekyler (H2O) i oksygen (O2) og hydrogen (H2). Denne prosessen krever tilførsel av energi og skjer gjennom en elektrokjemisk reaksjon.
- Katalysatorens rolle: Katalysatoren, som består av mangan (Mn), jern (Fe), nikkel (Ni), magnesium (Mg), aluminium (Al) og kalsium (Ca), spiller en avgjørende rolle i denne reaksjonen. Det bidrar til å redusere energimengden som trengs for å sette i gang og opprettholde vannspaltingsprosessen. Det gjør utvinning av oksygen fra vann mer effektivt og gjennomførbart, spesielt under forhold på Mars.
- Oksygenutviklingsreaksjon (OER): Under OER letter katalysatoren frigjøringen av oksygenatomer fra vannmolekyler. I nærvær av katalysatoren blir vannmolekylene lettere brutt ned til oksygen og hydrogen ved hjelp av elektrisk strøm.
AI-roboten analyserte enorme mengder eksperimentelle og teoretiske data for å syntetisere en levedyktig katalysator ut fra over 3,7 millioner mulige formler. Teamet demonstrerte prosessen under marslignende temperaturer og beviste at det var mulig å fjernstyre operasjonen.
Å oppnå dette resultatet manuelt ville ha krevd anslagsvis 2000 år med menneskelig arbeid, anslår forfatterne.
Professor Jun Jiang, som er medforfatter av artikkelen, understreket betydningen av prestasjonen og sa: "Den største implikasjonen er at en AI-styrt robot er i stand til å produsere nyttige kjemikalier under ukjente forhold med ukjente materialer."
Han ser for seg å sende slike roboter til Månen og Mars for å produsere viktige kjemikalier og materialer til menneskelige bosettere.
Charles Cockell, professor i astrobiologi ved University of Edinburgh, som ikke var involvert i studien, understreket viktigheten av oksygen: "Det finnes ingen viktigere ressurs enn oksygen til å puste med."
Han beskrev eksperimentet som et "spennende eksempel" på bruk av roboter på Mars for å utvinne mineraler som kan katalysere oksygenproduksjonen fra planetens rikholdige is, noe som baner vei for permanente, selvforsynte bosetninger.
Med tiden kan robotlaboratorier legge grunnlaget for infrastrukturen på Mars og andre planeter før menneskene ankommer.
Dr. Stephen Thompson, en planetarisk ekspert, foreslo at AI-laboratorier i verdensrommet kunne fungere som "fyllestasjoner" for romfartøyer ved å bruke hydrogenet som blir til overs etter oksygenutvinning.
Denne forskningen integrerer kjemi, robotikk og programvaredesign for å åpne nye muligheter for menneskelig bosetting på andre planetariske legemer - et område der AI-roboter vil utmerke seg.
