奈米突破：NCSU技術利用AI加速量子點生產
發布日期：羅利 – 一項名為Artificial Chemist 2.0的新技術允許用戶在不到一小時的時間內從請求自訂量子點到完成相關研發並開始製造。
該技術是完全自主的，並使用人工智慧 (AI) 和自動化機器人系統來執行多步驟化學合成和分析。
量子點是膠體半導體奈米晶體，用於 LED 顯示器和太陽能電池等應用。
「當我們推出《Artificial Chemist》的第一個版本時，這是一個概念驗證，」該工作論文的通訊作者、北卡羅來納州立大學化學和生物分子工程助理教授米拉德·阿博哈薩尼( Milad Abolhasani) 說。 “Artificial Chemist 2.0 與研發和製造都具有工業相關性。”
從使用者的角度來看，整個過程基本上由三個步驟組成。
首先，使用者告訴Artificial Chemist 2.0所需量子點的參數。例如，您想要產生什麼顏色的光？
第二步實際上是研發階段，人工化學家 2.0 自主進行一系列快速實驗，使其能夠識別最佳材料以及生產該材料的最有效方法。
第三，系統切換到製造所需數量的材料。
機器人運行主動學習實驗
「量子點可以分為不同的類別，」阿博哈薩尼說。 「例如，經過充分研究的II-VI、IV-VI和III-V材料，或最近出現的金屬鹵化物鈣鈦礦等等。基本上，每一類都由一系列具有相似化學成分的材料組成。
「當你第一次設定人工化學家 2.0 在任何給定類別中生產量子點時，機器人會自主運行一組主動學習實驗。這就是機器人系統的大腦學習材料化學的方式，」Abolhasani 說。
「根據材料的類別，這個學習階段可能需要 1 到 10 個小時。經過一次性主動學習期後，Artificial Chemist 2.0 可以在 40 分鐘或更短的時間內從 2000 萬種可能的組合和多個製造步驟中確定生產所需量子點的最佳配方。
研究人員指出，每次人們使用它時，研發過程幾乎肯定會變得更快，因為運行該系統的人工智慧演算法將對要求識別的每種材料了解更多信息，並且變得更加高效。
人工化學家 2.0 包含兩個串聯運作的化學反應器。該系統被設計為完全自主的，允許使用者從一種材料切換到另一種材料，而無需關閉系統。
「為了成功做到這一點，我們必須設計一個系統，該系統不會在反應器中留下任何化學殘留物，並允許人工智慧引導的機器人系統在正確的時間、在多步驟材料中的任何點添加正確的成分。 「所以我們就是這麼做的。
「我們對這對特種化學品產業意味著什麼感到興奮。它確實加速了研發速度，但它也能夠每天生產數公斤的高價值、精確設計的量子點。這些是與工業相關的材料量。
紙， “透過自主機器人流實驗實現自驅動多步驟量子點合成” 出現在《高級智慧系統》雜誌上的開放取用。這篇論文的共同第一作者是 Kameel Abdel-Latif 和 Robert W. Epps，他們是哈佛大學的博士。北卡羅來納州立大學的學生。該論文由 Fazel Bateni 和 Suyong Han 博士共同撰寫。北卡羅來納州立大學的學生，以及布法羅大學助理教授克里斯托弗·G·雷耶斯 (Kristofer G. Reyes) 的研究。
這項工作是在美國國家科學基金會（撥款編號 1940959）和北卡羅來納大學研究機會倡議（UNC-ROI）撥款的支持下完成的。
原始來源： WRAL 技術線