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  • 《自然》雜志:新型機器人化學家發現新催化劑

    行業資訊 | 時間: 2020-07-09 | 量子認識 | 編譯:wei1996|瀏覽量:1101

      英國利物浦大學的研究人員首創了一個智能的移動機器人科學家,該科學家可以自己進行實驗,可以每天日夜工作,它對下一步要進行的化學實驗做出自己的決定,并且已經發現了一種新的催化劑。該科技論文,題為:“移動機器人化學家”,發表在今天的《自然》雜志上,并在封面上進行了報道。
     
      它具有人形特征,可以在標準實驗室中工作,就像科學家一樣地使用研究儀器。但是,與人類不同,這款重達400公斤的機器人具有無限的耐心,可以同時從10個維度進行思考,每天工作21.5小時,除了僅短暫時間充電即可。
     
      過去化學研究也曾使用過機器人,但通常將它們固定連接到特定的實驗設施上。這個身高1.75米的機器人可移動、可在實驗室內漫游、執行各種各樣的任務。
     
      它具有類似于人的尺寸和可觸及的范圍,因此可以與為人為操作而設計的設備一起使用,它結合了激光掃描和觸摸反饋來進行定位,而不是使用視覺系統。
     
      在論文公開的第一示例中,機器人在8天內進行了688次實驗,在192個小時內工作了172個小時。為此,它進行了319次移動,完成了6,500次操縱,總行駛距離為2.17公里。
     
      機器人獨立執行實驗中的所有任務,例如稱量固體、分配液體、從容器中除去空氣、運行催化反應以及定量反應產物。
     
      機器人的大腦使用搜索算法在10800萬個候選實驗的10維空間中導航,從而根據前一個實驗的結果確定下一步要進行的最佳實驗。通過這樣做,它在沒有研究團隊的其他指導的情況下,自主發現了一種活性高六倍的催化劑。
     
      研究人員說:“最大的挑戰是使系統堅固耐用。要在多日內自主工作,進行數千次精細操作,每個任務的失敗率必須非常低但是,一旦完成,與人類操作員相比,機器人犯的錯誤要少得多。”
     
     
      “我們在這里的策略是使研究人員自動化,而不是使儀器自動化。這創造了一定程度的靈活性,將改變我們的方式工作和我們可以解決的問題。這不僅是實驗室中的另一臺機器:這是一個新的超能力科研團隊成員,它為人類研究人員騰出了時間進行創造性思考。”
     
      研究人員表示,這項新技術可以解決目前我們無法掌握的規模和復雜性問題。例如,自主機器人可以通過搜索廣闊的、未開發的化學空間來找到用于清潔能源生產或新藥配方的材料。
     
      當前新冠病毒在世界流行,可以估計,將有越來越多的新型機器人科學家,幫助社交隔離的研究人員有效地從事他們的研究。
     
      參考:A mobile robotic chemist, Nature (2020). DOI: 10.1038/s41586-020-2442-2. www.nature.com/articles/s41586-020-2442-2

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