中科大AI化学家登Nature子刊可在火星上创造氧气

探索在火星搜寻过去生命的痕迹并创建适合人类居住的住处，是人类梦寐以求的目标。

而火星制氧，是人类移居火星前首先需要解决的难题之一。

尽管 NASA 此前已成功验证可以在火星本地制造出氧气——“毅力”号火星车搭载的制氧设备在 16 次制氧实验中共制造出 122 克氧气（相当于一只小狗呼吸 10 小时所需氧气量），但要想在寸草不生的火星上完成自给自足的大规模太阳能制氧，依然面临着不少困难。

实际上，从给定的元素清单中设计催化剂需要探索巨大的化学空间，这对传统的“试错”模式来说是一项艰巨的任务。例如，以 5 种不同的火星本地矿石为原料，根据 1% 间隔的整数百分比组合估算，有 3764376 种可能的配方，如果通过人类劳动来完成这一过程，要花费 2000 年。

最近的水活动证据增加了通过太阳能驱动的电化学水氧化过程，在使用臭氧反应（OER）催化剂的情况下，在火星上进行大规模氧气生产的可能性。

然而，要利用本地的火星原材料合成可用的 OER 催化剂，必须克服两个主要技术挑战。首先，合成系统必须是无人操作和自主导向的，因为遥远的天文距离阻碍了人类的实时远程指导；其次，它应该配备科学智能，从而通过 AI算法高效识别最佳催化剂配方。

而 AI 机器人似乎是解决这两个挑战的唯一可行技术。这些机器人系统需要一个智能子系统，从而获取化学知识并形成预测性的物理模型。

该研究开发的 AI 化学家可以实现自动和自主合成，它不仅可以使用移动机器人和 14 个特定任务化学工作站进行化学合成、结构表征和性能测试的整个过程，而且可以通过强大的计算模块，结合机器人学习（ML）算法和理论模型，分析机器人获得的实验数据和第一性原理模拟数据，为化学合成任务设计最佳配方。通过这种方式，研究人员可以快速、准确地制备出具有优异性能的化学合成产品。

（编辑：银川站长网）

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