Китайские ученые разработали робота-химика, оснащенного искусственным интеллектом (ИИ), способного добывать кислород из марсианской воды без участия человека. Эта инновация будет иметь решающее значение для потенциального выживания людей на Марсе, поскольку позволит синтезировать жизненно важные ресурсы из местных материалов.
Проблема кислорода на Марсе
На Земле кислород в изобилии содержится в атмосфере, что позволяет живым существам дышать. Однако на Марсе воздух состоит в основном из углекислого газа, и кислорода там очень мало.
Чтобы выжить на Красной планете, будущим колонистам придется производить кислород на месте. Это позволит им не только дышать, но и создаст условия, благоприятные для других видов деятельности человека, таких как сжигание топлива для получения энергии и передвижения. Поэтому способность создавать на Марсе необходимые химические вещества имеет решающее значение для устойчивой колонизации Красной планеты.
Для этого китайские ученые недавно разработали интеллектуального «робота-химика». Этот небольшой марсоход использует искусственный интеллект для автоматизации всего процесса — от переработки марсианских минералов до создания катализаторов (веществ, ускоряющих химические реакции) для получения кислорода. Другими словами, все это делается без участия человека.
Как работает этот робот-химик?
Процесс начинается с помещения образцов метеоритов в небольшую установку, где они подвергаются анализу. Затем робот проводит предварительную обработку руды, удаляя примеси и нежелательные материалы. Из компонентов метеорита он создает катализатор, который называется каталитическим синтезом, а затем проводит электрохимические испытания.
Сложность заключается в разнообразии возможных катализаторов. Именно здесь на помощь приходит искусственный интеллект. Компьютерный модуль на борту робота, получивший название «компьютерный мозг», использует алгоритмы машинного обучения и теоретические модели для анализа экспериментальных данных, полученных роботом, и массивных данных моделирования.
Затем робот отправляет экспериментальные данные на облачный сервер, где «компьютерный мозг» с помощью машинного обучения запускает тысячи симуляций, чтобы определить наилучший способ получения кислорода. Полученные данные поступают в нейросетевую модель, которая постоянно оптимизируется с учетом новых экспериментальных данных. Алгоритм определяет оптимальное сочетание материалов для синтеза наилучшего катализатора, который затем проверяется роботом-химиком.
Применение катализатора
На заключительном этапе процесса оптимизированный катализатор, синтезированный роботом, используется для извлечения кислорода из марсианских материалов с помощью электрода. Если говорить более конкретно, то когда робот стратегически наносит оптимизированные «каталитические чернила» на метеор, он фактически осаждает катализатор, который представляет собой специальное вещество, способствующее химической реакции, необходимой для извлечения кислорода из марсианских материалов.
Этот процесс можно сравнить с печатью изображения на листе бумаги с помощью принтера. В данном случае бумага представлена марсианским метеоритом, а «каталитические чернила» — катализатором. Использование электрода на этом этапе напоминает печатающий механизм принтера, способствующий превращению компонентов метеорита в кислород.
Помимо автоматизированного и контролируемого получения кислорода, исследователи считают, что эта система в один прекрасный день может быть использована для производства других химических веществ и соединений, открывая путь к универсальному использованию этой технологии на Красной планете для выживания людей в рамках освоения или колонизации.
Подробности этой работы опубликованы в журнале .