AI机器人为火星移民迈出重要一步_风闻

来源：深空探测实验室

火星移民是人类的梦想。实现这一梦想，首先要解决火星大气中氧气缺乏的难题。

近日，中国科学技术大学（以下简称中国科大）教授罗毅、江俊和副教授尚伟伟团队与中国深空探测实验室研究员张哲等合作，通过前期研制的机器化学家“小来”平台，利用火星陨石制备出实用的产氧催化剂，“生产”出氧气。11月14日，该研究成果发表于《自然-合成》。

2022年9月，中国科大机器化学家“小来”系统接到一项特殊任务——用火星陨石中的一些成分制备催化剂。火星陨石里包含铁、锰、镍、钙、镁、铝等元素，这些金属元素都是合成催化剂的必要成分。

“小来”利用自身装载的激光诱导击穿光谱设备，对火星陨石进行了详细的矿物分析，发现其中有很多种金属适合作为产氧催化剂的有效成分。接下来，它通过强酸浸渍将矿物全部溶解，提炼出里面的金属组分；然后，加碱沉淀得到一个含多金属的氢氧化物；最后，以氢氧化物作为阳极催化剂，参与火星卤水的电解反应，从而制备出氧气。

火星陨石中的金属成分组合形成催化剂，大概有300多万种配方。如何在如此大的基数中快速找到最优配比？

“小来”展现出了超越人类科学家的理论与实践能力，首先利用它的“计算大脑”自主创建了一批理论构象，然后开始做大规模的理论计算。同时，“小来”通过其精准的自动化操作能力，快速高效地执行实验任务。

该智能模型能更好描绘整个高维空间中的化学反应走势，这是依靠人类传统经验无法实现的。也就是说，这个智能模型有“预测全局”的能力，可在数百万个配方中“推荐”出性能最好的配方。根据此配方，“小来”再进行实验验证。

最终，经过6周243次实验，“小来”成功利用5种火星陨石制备出一款实用的产氧催化剂。如果人类化学家通过‘试错’的模式进行研究，这个工作可能需要2000年才能完成。这种理实交融的研究范式极大加快了新材料发现的过程，能够从数百万种可能的配方中迅速识别出最佳组合。

未来，人类可以在火星上建立一个个产氧小工厂，在其屋顶铺满“小来”制备的产氧催化剂，经过反应，就能得到氧气。

下一步，科研人员计划为机器人配备更多的传感器和光谱设备，使其拥有探测感知和预测化学物质微观演化的能力，以更好适应不同的化学场景。他们还计划建立一个有数百个机器人和数千个工作站的大型机器化学家实验室。这样一来，不仅能覆盖更广泛的科学研究领域，让更多科研人员参与和智能化学相关的研究，还能产生高质量、高通量的科学数据，助力建立跨学科、跨领域的通用科学智能模型。