人工智慧扮演的化學家成功創造了一種催化劑，可以從火星隕石中生產氧氣。移民火星和在火星上生活常常是科幻小說的主題。在這些夢想變成現實之前，人類面臨著巨大的挑戰，例如在紅色星球上長期生存所需的氧氣等重要資源的稀缺。然而，最近在火星上發現的水活動為克服這些障礙帶來了新的希望。

最近，利用機器人人工智慧化學家從火星隕石中提取氧氣催化劑，在火星上合成氧氣的技術取得了突破性進展，標誌著實現火星殖民夢想邁出了重要一步。這項技術有望在火星上建立氧氣工廠，使人類在火星上的居住更接近現實。圖片來源：中國科學技術大學人工智慧化學家小組

科學家目前正在探索借助氧進化反應（OER）催化劑，透過太陽能驅動的電化學水氧化作用分解水以產生氧氣的可能性。目前的挑戰是找到一種方法，利用火星上的材料就地合成這些催化劑，而不是從地球運送這些催化劑，因為從地球上運輸成本很高。

人工智慧和火星化學的進步

為了解決這個問題，中國科學院中國科學技術大學（中國科學技術大學）羅毅教授、江俊教授和尚煒煒教授領導的團隊最近利用他們的機器人人工智慧（AI）化學師，實現了從火星隕石中自動合成和優化OER 催化劑。

他們與深空探測實驗室合作進行的研究最近發表在《自然-合成》雜誌。團隊首席科學家羅毅教授說：”人工智慧化學家在跨學科合作的基礎上，利用火星材料創新地合成了OER 催化劑。”

在每個實驗週期中，人工智慧化學家首先以雷射誘導擊穿光譜（LIBS）為”眼睛”，分析火星礦石的元素組成。然後，它對礦石進行一系列預處理，包括在固體分配工作站中稱重、在液體分配工作站中配製原料溶液、在離心分離工作站中從液體中分離，以及在乾燥器工作站中凝固。

機器人AI-Chemist 利用火星隕石製造有用的氧氣催化劑。資料來源：中國科學技術大學人工智慧化學家小組

用杜邦Nafion 黏合劑處理產生的金屬氫氧化物，為在電化學工作站進行OER 測試準備工作電極。測試資料即時發送到人工智慧化學家的計算”大腦”，進行機器學習（ML）處理。

人工智慧化學家的”大腦”利用量子化學和分子動力學模擬了30000 種不同元素比例的高熵氫氧化物，並透過密度泛函理論計算了它們的OER 催化活性。模擬資料用於訓練神經網路模型，以快速預測不同元素組成的催化劑活性。

最後，透過貝葉斯優化，”大腦”預測出合成最佳OER 催化劑所需的可用火星礦石組合。

實現氧氣生產的突破

到目前為止，人工智慧化學家已經在無人值守的條件下利用五種火星隕石製造了一種極佳的催化劑。在電流密度為10 mA cm-2 和過電位為445.1 mV 的條件下，此催化劑可穩定運作超過55 萬秒。在火星零下37 °C的溫度下進行的進一步測試證實，這種催化劑可以穩定地產生氧氣，而不會出現任何明顯的降解。

在兩個月內，人工智慧化學家就完成了人類化學家需要2000 年才能完成的複雜的催化劑優化工作。

該團隊正致力於將人工智慧化學家變成一個通用實驗平台，在沒有人類幹預的情況下進行各種化學合成。論文審查者給予了高度評價：”這類研究具有廣泛的意義，在有機/無機材料合成和發現領域正處於快速發展階段。”

“未來，人類可以在人工智慧化學家的協助下，在火星上建立一個氧氣工廠。”江說。只需要15小時的太陽照射，就能產生人類生存所需的足夠濃度的氧氣。”這項突破性技術讓我們離實現在火星上生活的夢想更近了一步，」他說。

編譯來源：ScitechDaily