中國科大視頻：中國科大機器化學家采用火星隕石智能創制產氧催化劑

日前，中國科學技術大學羅毅、江俊、尚偉偉教授團隊與深空探測實驗室張哲研究員等合作，采用中國科大機器化學家“小來”系統，利用火星隕石制備出了實用的產氧電催化劑的消息，備受全世界關注！暢想一下吧， 未來，人類可能會在火星上制造一個個產氧小工場，在工場的屋頂上鋪滿產氧催化劑，只需要太陽光能驅動，就能達到人類生存所需要的氧氣濃度指標……創造火星宜居環境、實現火星移民不再僅僅是夢想！回到實驗室，這一次，2個月時間完成了以前需要2000年才能完成的復雜優化工作，中國科大的機器化學家小來立功了！

機器化學家探索星際資源示意圖

就在前不久，科學家們在火星上發現了地下水，那我們能夠在火星上通過電解水獲得氧氣嗎？低溫、低氣壓、高輻射的火星環境，對人類登陸后就地取材研制催化劑很不利，而從地球上運催化劑去火星，成本太高昂也不現實。最好的辦法是在火星就地取材，創制出好用的催化劑來。但是，人類科學家又無法在無氧的火星環境下長期生存，該怎么辦呢？解開這個難題的，就是不需要呼吸的特殊小伙伴小來。

安徽商報融媒體記者從中國科學技術大學獲悉，機器化學家小來是全球首套數據智能驅動的機器化學家平臺，相較于其他智能化學平臺，小來能夠通過閱讀文獻、專利有效汲取前人科學家的經驗，同時它也可以結合理論或物理模型進行有目的、有方向的智能優化迭代。理論模型能夠指導實驗采樣，所取得的實驗結果通過遷移學習回過頭來優化理論模型，這種理實交融的創制模式能夠定位到真實全局最優解。除了獨特的理實交融創制方式之外，小來擁有自主開發的操作系統，能夠接入各類自動化化學實驗設備，方便沒有編程基礎的科研人員使用。平臺在覆蓋化學研究全流程方面遙遙領先，確立了我國在智能化學創新領域的全球領跑地位。

這一次，小來就承擔了利用未知的火星隕石在無人指導下創制有用的產氧催化劑的任務。據介紹，首先，它調用激光誘導擊穿光譜設備，分析了隕石的元素成分。接下來，它開展理論模擬提供計算大數據，并配置原料溶液、攪拌、離心、吸液、烘干、制備催化劑、測試性能以獲得實驗數據。小來的“大腦”會實時處理理論和實驗數據，建立智能預測模型。智能模型預測出最佳催化劑所需的火星隕石配比組合，指導機器人將其制備出來。目前，小來已成功利用五種火星隕石，在無人條件下創制出一款優秀的催化劑，其具有高穩定性和高活性，能夠在極端的火星環境下持續地分解水并生產氧氣。

很多人要問，火星制氧催化劑已經過實驗室驗證，是否就意味著該技術及平臺在火星實際環境下運行已完全具備可行性？

據介紹，機器化學家小來通過卓越的工作證明了自己在人類不能勝任的地外極端環境下，能夠實現星際資源的原位綜合利用，完成無人條件下的創制優化工作。小來擁有自主計算實驗和決策優化的能力，為未來地外文明探索提供了新的技術手段。實驗中已經盡可能地模擬火星環境，例如低溫等等，并已證明在這樣的條件下，小來篩選出來的催化劑依然保持良好的電解水產氧性能。但是也需要承認，實驗室驗證火星制氧催化劑的成功并不完全意味著該技術及平臺在火星實際環境下已經完全可行。因為模擬實驗忽略了其他可能會影響催化劑在火星上性能的未知因素，比如重力、輻射等。因此，還需要進行大量的模擬實驗進一步測試微重力、大氣成分、溫度波動、輻射等因素，并進行工程化結構設計和設備輻射防護的優化。

另外，除了在火星制氧，小來未來還有哪些可以拓展的實際應用場景？

據介紹，小來展示出來的理實交融的創制能力適用于幾乎所有類型的化學化工研究中，例如能源化學、綠色化工、先進半導體等等，它也將會在對人類可能造成物理傷害的危險化學品研究領域發揮重要作用，例如含能材料、有毒化學品相關的研究。此外，隨著通用智能的發展，小來的應用場景還可以向物理、生物、星際等領域輻射推廣。

（安徽商報融媒體記者 胡霈霖/文 中國科大供圖）