هوش مصنوعیِ شیمی‌دان از یخ در مریخ اکسیژن می‌سازد

پژوهشگران دانشگاه علم و فناوری چین (USTC) به کشف مهمی دست یافته‌اند که می‌تواند سکونت طولانی مدت در سیاراتی مانند مریخ را ممکن سازد. آن‌ها با استفاده از یک شیمیدان مخصوص که با هوش مصنوعی طراحی شده است، راهی برای نمونه‌سازی سریع و ترکیب کاتالیزور‌های واکنش تکاملی اکسیژن (OER) یافته‌اند که می‌تواند برای تولید اکسیژن آزاد از رسوبات یخی در سیاره سرخ استفاده شود.

به گزارش ایسنا، این فرآیند جدید همچنین می‌تواند این کار را در مریخ بدون دخالت انسان انجام دهد و نیاز به منابع تامین شده از زمین را کاهش دهد.

قابل سکونت کردن مریخ با هوش مصنوعی

انسان از مدت‌ها پیش رویای سفر به ستاره‌ها و استقرار در سیارات دیگر را داشته است و با پیشرفت‌های قابل توجه در سفر‌های فضایی و تلاش ایلان ماسک و شرکت اسپیس‌ایکس، این رویا اکنون از همیشه نزدیک‌تر به نظر می‌رسد. اما یکی از موانع مهمی که باید بر آن غلبه کرد، فقدان مواد شیمیایی ضروری مانند اکسیژن برای بقای طولانی مدت در یک دنیای بیگانه است.

یک راه حل، تولید اکسیژن از جو نازک مریخ است. مانند آنچه در ماموریت MOXIE ناسا در نظر گرفته شده است. اما با اکتشافات اخیر ذخایر یخ در مریخ، کارشناسان می‌گویند تجزیه آب موجود در این یخ‌ها به اتم‌های تشکیل دهنده‌اش می‌تواند به عنوان یک منبع خام برای کمک به تولید اکسیژن حفظ کننده حیات استفاده شود.

این کار را می‌توان از طریق اکسیداسیون الکتروشیمیایی آب با انرژی خورشیدی و OER‌ها انجام داد. اگر بتوان با استفاده از منابع مریخ این کار را در این سیاره انجام داد، این روند بسیار پایدارتر خواهد بود؛ بنابراین برای این منظور، تیمی از دانشمندان به رهبری چند پروفسور شامل لو یی، جیانگ جون و شانگ ویوی از دانشگاه علم و فناوری چین متعلق به آکادمی علوم چین (CAS) شیمیدان رباتیک هوش مصنوعی را توسعه داده‌اند که می‌تواند به طور خودکار کاتالیزور‌های OER را ترکیب و بهینه کند.

این فناوری پیشرفته با مشکل بهینه‌سازی کاتالیزور مقابله می‌کند و پتانسیل بسیار زیادی برای تحقیقات آینده در این زمینه دارد.

پروفسور لو یی، دانشمند برجسته این تیم توضیح داد: هوش مصنوعی شیمی‌دان ما به طور خلاقانه‌ای کاتالیزور OER را با استفاده از مواد مریخ بر اساس همکاری میان‌رشته‌ای ترکیب می‌کند.

این هوش مصنوعی شیمی‌دان هر چرخه آزمایشی را با تجزیه و تحلیل ترکیب عنصری سنگ معدن هدف مریخ با استفاده از طیف‌سنجی شکست ناشی از لیزر (LIBS) آغاز می‌کند. سپس اقدام به انجام یک مجموعه پیش‌تصفیه می‌کند.

داده‌های این آزمایش در لحظه به سیستم محاسباتی هوش مصنوعی شیمی‌دان برای پردازش با فناوری یادگیری ماشین (ML) ارسال می‌شود.

سپس هوش مصنوعی شیمی‌دان می‌تواند از شیمی کوانتومی و شبیه‌سازی دینامیک مولکولی برای تجزیه و تحلیل ۳۰ هزار هیدروکسید بدست آمده با آنتروپی بالا با نسبت‌های عنصری مختلف استفاده کند. پس از آن فعالیت‌های کاتالیزوری OER آن‌ها را محاسبه می‌کند. سپس از داده‌های شبیه‌سازی برای آموزش یک مدل شبکه عصبی استفاده می‌شود که می‌تواند به سرعت فعالیت کاتالیزور‌ها با ترکیبات عنصری مختلف را پیش‌بینی کند.

در نهایت، هوش مصنوعی شیمی‌دان با استفاده از پنج نوع شهاب‌سنگ مریخی کاتالیزوری می‌سازد که می‌تواند به طور مداوم بدون هیچ گونه اختلالی در دمای ۳۷- درجه سانتیگراد، اکسیژن تولید کند.

پژوهشگران چینی اکنون در حال توسعه این هوش مصنوعی شیمی‌دان به عنوان یک سکوی آزمایشی همه کاره برای ترکیب‌های شیمیایی مختلف هستند که دخالت انسان را حذف می‌کند.

استفاده از هوش مصنوعی برای پشتیبانی از زندگی

جون می‌گوید: در آینده، انسان‌ها می‌توانند با کمک یک هوش مصنوعی شیمی‌دان یک کارخانه تولید اکسیژن در مریخ ایجاد کنند.

وی با بیان اینکه برای تولید اکسیژن کافی برای بقای انسان فقط به ۱۵ ساعت تابش خورشید نیاز است، افزود: این فناوری پیشرفته ما را یک قدم به رسیدن به رویای زندگی در مریخ نزدیک‌تر می‌کند.

این مطالعه در مجله Nature Synthesis منتشر شده است.