En robot utrustad med AI har framgångsrikt använt meteoritextrakt från Mars för att skapa syre.
Detta banbrytande experiment, som genomfördes av ett team vid University of Science and Technology of China och rapporterades i Syntes av naturenvisar på AI:s potential att stödja utforskning av rymden och till och med kolonisering av planeter.
AI-robotens uppgift var att utveckla en katalysator från stenproverna från Mars, vilket skulle påskynda processen att producera syre från vatten.
I kemiska termer är en katalysator ett ämne som påskyndar en kemisk reaktion utan att förbrukas i processen. I det här sammanhanget underlättar katalysatorn utvinningen av syre ur vatten - en kritisk process för att möjliggöra mänskligt liv på Mars.
Teamets experiment gick ut på att använda en AI-kemistrobot för att automatisera skapandet och optimeringen av denna katalysator. Detta tillvägagångssätt var nödvändigt eftersom produktion av syre på Mars kräver effektiv omvandling av vatten till syre, vilket är en utmaning i den hårda marsmiljön.
Den katalysator som utvecklats är en komplex multimetallisk förening. Det är en katalysator med sex metaller som består av mangan, järn, nickel, magnesium, aluminium och kalcium.
Denna unika kombination identifierades genom en AI-driven process som analyserade och testade miljontals potentiella sammansättningar för att hitta den mest effektiva formeln för syreutvecklingsreaktionen (OER).
Så här fungerar det i praktiken:
- Delning av vatten: Det primära målet är att dela upp vattenmolekyler (H2O) i syre (O2) och väte (H2). Denna process kräver tillförsel av energi och sker genom en elektrokemisk reaktion.
- Katalysatorns roll: Katalysatorn, som består av mangan (Mn), järn (Fe), nickel (Ni), magnesium (Mg), aluminium (Al) och kalcium (Ca), spelar en avgörande roll i denna reaktion. Det bidrar till att sänka den energimängd som krävs för att starta och upprätthålla vattenspjälkningsprocessen. I grund och botten gör det syreutvinning från vatten mer effektiv och genomförbar, särskilt under förhållanden på Mars.
- Syreutvecklingsreaktion (OER): Under OER underlättar katalysatorn frigörandet av syreatomer från vattenmolekyler. I närvaro av katalysatorn bryts vattenmolekylerna lättare ned till syre och väte med hjälp av en elektrisk ström.
AI-roboten analyserade omfattande experimentella och teoretiska data för att syntetisera en livskraftig katalysator från över 3,7 miljoner möjliga formler. Teamet demonstrerade framgångsrikt processen under Marsliknande temperaturer och visade att det var möjligt att fjärrstyra operationen.
Att uppnå detta resultat manuellt skulle ha krävt uppskattningsvis 2.000 år av mänskligt arbete, uppskattar författarna.
Professor Jun Jiang, en av medförfattarna till artikeln, betonade betydelsen av prestationen och sade: "Den största konsekvensen är att en AI-styrd robot kan producera användbara kemikalier under okända förhållanden med okända material."
Han ser framför sig att sådana robotar skickas till månen och Mars för att producera viktiga kemikalier och material för mänskliga bosättare.
Charles Cockell, professor i astrobiologi vid University of Edinburgh, som inte var involverad i studien, betonade syrets betydelse och sa: "Det finns ingen viktigare resurs än syre att andas."
Han beskrev experimentet som ett "spännande exempel" på hur man kan använda robotar på Mars för att utvinna mineraler som kan katalysera syreproduktionen från planetens rikliga is, vilket banar väg för permanenta, självförsörjande bosättningar.
Med tiden kan robotlaboratorier lägga grunden för infrastrukturen på Mars och andra planeter innan mänskliga kolonisatörer anländer.
Dr Stephen Thompson, en planetexpert, föreslog att AI-laboratorier i rymden skulle kunna fungera som "tankstationer" för rymdfarkoster och använda det väte som blir över vid syreutvinning.
Denna forskning integrerar kemi, robotik och mjukvarudesign för att öppna nya möjligheter för mänsklig bosättning på andra planetkroppar - ett område där AI-robotar kommer att utmärka sig.
