روبوت كيميائي ذكي لاستخلاص الأكسجين من الماء على المريخ

قام علماء صينيون ببناء روبوت كيميائي يمكنه استخلاص الأكسجين من الماء على المريخ، علماً بأنه تم اختبار الروبوت في محاكاة لبيئة المريخ، ويمكن استخدامه يومًا ما لمساعدة البشرية على البقاء على الكوكب الأحمر.

روبوت كيميائي لاستخلاص الأكسجين على المريخ

الروبوت الكيميائي مدعومًا بالذكاء الاصطناعي (AI)، ويمكنه استخلاص الأكسجين من مياه المريخ دون إشراف بشري، فيما سيكون تجميع الموارد المفيدة من المواد المحلية على المريخ أمرًا ضروريًا لبقاء البشر على الكوكب الأحمر.

ويعد استخلاص الأكسجين من المواد – في عملية تسمى تفاعل تطور الأكسجين (OER) – أمرًا حيويًا بشكل خاص، كما كتب الباحثون في ورقة بحثية نُشرت في 13 نوفمبر في مجلة Nature العلمية.

وحسب ما ذكرت المجلة العلمية، فإن الروبوت المدعم بالذكاء الاصطناعي سيستخدم المواد الموجودة على الكوكب الأحمر لإنتاج محفزات تعمل على استخراج الماء وإنتاج الأكسجين، فيما قال فريق البحث إن الذكاء الاصطناعي خلص إلى إمكانية تحليل الماء، المعروف وجوده على شكل جليد في أقطاب المريخ وتحت سطحه، في عملية كانت ستسغرق بحثا بشريا لمدة ألفي سنة.

وأشرف على البحث جون جيانغ من جامعة العلوم والتكنولوجيا الصينية، واستخدم جيانغ وفريقه آلة متنقلة بحجم الثلاجة مزودة بذراع آلية لتحليل خمس أحجار نيزكية جُمِعت من المريخ أو من الأرض، وقام الفريق ببناء روبوت متنقل يقوم بأتمتة العملية الكاملة لاستخراج الأكسجين من خمس عينات نيزكية مريخية وشبيهة بالمريخ. كما قاموا باختبار النظام في بيئة محاكاة لسطح المريخ.

دور الذكاء الاصطناعي

وبشكل حاسم، بحث الذكاء الاصطناعي عن الصيغة المثالية لإنتاج الأكسجين في أي عينة معينة من حوالي 4 ملايين مجموعة محتملة، وهو الأمر الذي كان سيستغرق الإنسان أكثر من 2000 عام، فيما كتب الباحثون في الدراسة: "تقدم دراستنا دليلاً على أن كيميائي الذكاء الاصطناعي المتقدم يمكنه، دون تدخل بشري، تصنيع محفزات الموارد التعليمية المفتوحة على المريخ من الخامات المحلية".

وتتضمن الخطوة الأولى في استخراج الأكسجين إرسال عينات من النيزك إلى منشأة لتحليلها في مختبر آلي بالكامل. بعد ذلك، يقوم الروبوت بالمعالجة المسبقة للخام، وإزالة الشوائب والمواد غير المرغوب فيها. ثم تستخدم المواد الموجودة داخل النيزك لإنشاء محفز - وهي عملية تسمى التخليق الحفاز - والتي يتم اختبارها في اختبار الأداء الكهروكيميائي.ويمكن أن يختلف نوع المحفز الذي يمكنه إنتاجه بالموارد المتاحة، والعمل بكفاءة أكبر لاستخراج الأكسجين، بشكل كبير، لذا فإن اختيار المحفز المناسب يعد خطوة حيوية. هذا هو المكان الذي يأتي فيه كيميائي الذكاء الاصطناعي.

تجمع الوحدة الحسابية الموجودة على متن الروبوت - والتي يطلق عليها اسم "العقل الحسابي" - بين خوارزميات التعلم الآلي والنماذج النظرية لتحليل كل من البيانات التجريبية التي حصل عليها الروبوت وبيانات المحاكاة الضخمة. أثناء عمل الروبوت، يقوم بجمع المعلومات، ويرسل هذه البيانات التجريبية إلى خادم سحابي، حيث يستخدم الدماغ الحسابي التعلم الآلي لإجراء عشرات الآلاف من عمليات المحاكاة لتقدير أفضل طريقة لتوليد الأكسجين. يتم تغذية هذه البيانات في نموذج الشبكة العصبية، والذي يتم إعادة تدريبه وتحسينه بسرعة باستخدام البيانات التجريبية الجديدة من الروبوت.

وتحدد الخوارزمية أفضل مزيج من المواد لتصنيع أفضل محفز للموارد التعليمية المفتوحة، والذي يتحقق منه الكيميائي القائم على الذكاء الاصطناعي. يقوم الروبوت بعد ذلك بتقطير "الحبر المحفز" الأمثل على النيزك والذي يتم استخدامه مع قطب كهربائي لإنتاج الأكسجين.

وكتب الباحثون في ورقتهم البحثية أنه يمكن استخدام النظام أيضًا في صنع العديد من المواد الكيميائية والمركبات الأخرى.