移居火(huo)星，是(shi)人類(lei)的(de)(de)夢想(xiang)！然(ran)而，首先要克服(fu)的(de)(de)是(shi)缺乏氧(yang)氣的(de)(de)火(huo)星環境。火(huo)星上存(cun)在水(shui)資源的(de)(de)可能(neng)，為(wei)利(li)用(yong)太陽能(neng)驅(qu)動的(de)(de)電催化(hua)(hua)(hua)析氧(yang)反應制備(bei)氧(yang)氣提(ti)供(gong)了機(ji)遇，由于人類(lei)無法(fa)在無氧(yang)的(de)(de)火(huo)星環境下(xia)長期生存(cun)，在火(huo)星上就(jiu)地取材創制催化(hua)(hua)(hua)劑成為(wei)一(yi)個難以(yi)逾越的(de)(de)屏障。近日，我系羅毅教授、江俊(jun)教授、尚偉(wei)偉(wei)副教授團隊與深空探測(ce)實(shi)驗室張哲研(yan)究員等合作(zuo)，采用(yong)中(zhong)國金宝搏入口188機(ji)器化(hua)(hua)(hua)學(xue)家(jia)“小來”平臺，高效融合人工(gong)智(zhi)能(neng)和自動化(hua)(hua)(hua)機(ji)器實(shi)驗，利(li)用(yong)火(huo)星隕石(shi)制備(bei)出實(shi)用(yong)的(de)(de)產氧(yang)電催化(hua)(hua)(hua)劑，在2個月內就(jiu)完成需要窮舉2000年才能(neng)完成的(de)(de)復雜優(you)化(hua)(hua)(hua)工(gong)作(zuo)。這一(yi)具有(you)里程碑意義(yi)的(de)(de)研(yan)究成果(guo)以(yi)“Automated synthesis of oxygen-producing catalysts from Martian meteorites by a robotic AI chemist”為(wei)題發表在國際期刊(kan)《自然(ran)·合成》上（Nature Synthesis），并被編輯選為(wei)當期熱點論文予以(yi)專門推薦.

智能機器人火星探礦制氧假想圖

“小(xiao)來”通(tong)過(guo)其(qi)精(jing)準的自動化(hua)(hua)操作能力，能夠執行(xing)(xing)高通(tong)量實驗(yan)任務，與此同時(shi)其(qi)“計算(suan)大腦”同步(bu)進行(xing)(xing)量子(zi)化(hua)(hua)學仿真模(mo)擬，通(tong)過(guo)融合理論大數(shu)據和實驗(yan)小(xiao)數(shu)據產生具有預測(ce)能力的機器學習模(mo)型，最終調用貝(bei)葉斯優(you)化(hua)(hua)算(suan)法預測(ce)并(bing)機器驗(yan)證全局最優(you)的催化(hua)(hua)劑配(pei)方。這種理實交融的研究范(fan)式極大地加速(su)了新材料發現過(guo)程(cheng)，能夠從數(shu)百萬種可能配(pei)方中迅(xun)速(su)識(shi)別最佳(jia)組合。

機器化(hua)(hua)(hua)學(xue)家系統利用火星隕石實現產氧催化(hua)(hua)(hua)劑無人(ren)化(hua)(hua)(hua)創制的工作流程(cheng)，系統包括移動(dong)機器人(ren)、計算大腦、云服(fu)務器和多個不(bu)同功能的化(hua)(hua)(hua)學(xue)工作站。內(nei)外雙循環的機器自(zi)動(dong)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)集成(cheng)了從原(yuan)料準備、樣品(pin)合成(cheng)、性能表征和配方優化(hua)(hua)(hua)步(bu)驟。

該工(gong)作(zuo)成功展示了(le)(le)(le)在(zai)(zai)地(di)外星(xing)系上(shang)因地(di)制宜創(chuang)制化學(xue)品的(de)(de)智能化全(quan)流程，為未來地(di)外文明(ming)探索提供了(le)(le)(le)新(xin)的(de)(de)技術手(shou)段，對(dui)我國在(zai)(zai)未來月(yue)球、火星(xing)空間站(zhan)上(shang)實現星(xing)際資源的(de)(de)原位綜合(he)利(li)用建立(li)了(le)(le)(le)獨(du)特(te)的(de)(de)方案(an)。 國際審稿人(ren)(ren)評價道：“this article reports an exciting approach for synthesizing OER catalyst on Mars by a robotic AI-Chemist system（本文報道了(le)(le)(le)通過機(ji)器化學(xue)家系統在(zai)(zai)火星(xing)上(shang)合(he)成OER催化劑的(de)(de)令人(ren)(ren)興奮的(de)(de)方法）”，“as an example of how AI and automation can come together to design and manufacture complex materials under challenging circumstances（作(zuo)為人(ren)(ren)工(gong)智能和自動化相結合(he)的(de)(de)典型案(an)例，在(zai)(zai)充滿挑戰的(de)(de)環境下設計和制造(zao)復雜材料）”。

論文第一作者為188bet足球朱青博士(shi)(shi)，共同第一作者為黃炎博士(shi)(shi)、周東來博士(shi)(shi)和趙路遠博士(shi)(shi)，通訊作者為尚(shang)偉(wei)(wei)偉(wei)(wei)副教授、江俊教授和羅毅教授。該工作得到(dao)中(zhong)國科(ke)學(xue)(xue)院穩定支(zhi)持基礎研究領域青年團隊計劃、國家(jia)自然科(ke)學(xue)(xue)基金等項(xiang)目的支(zhi)持。

論文鏈接：//www.nature.com/articles/s44160-023-00424-1.