纳米突破：NCSU技术利用AI加速量子点生产
发布日期：罗利 – 一项名为Artificial Chemist 2.0的新技术允许用户在不到一个小时的时间内从请求定制量子点到完成相关研发并开始制造。
该技术是完全自主的，并使用人工智能（AI）和自动化机器人系统来执行多步骤化学合成和分析。
量子点是胶体半导体纳米晶体，用于 LED 显示器和太阳能电池等应用。
“当我们推出《Artificial Chemist》的第一个版本时，这是一个概念验证，”该工作论文的通讯作者、北卡罗来纳州立大学化学和生物分子工程助理教授米拉德·阿博哈萨尼 (Milad Abolhasani) 说。 “Artificial Chemist 2.0 与研发和制造都具有工业相关性。”
从用户的角度来看，整个过程基本上由三个步骤组成。
首先，用户告诉Artificial Chemist 2.0所需量子点的参数。例如，您想要产生什么颜色的光？
第二步实际上是研发阶段，人工化学家 2.0 自主进行一系列快速实验，使其能够识别最佳材料以及生产该材料的最有效方法。
第三，系统切换到制造所需数量的材料。
机器人运行主动学习实验
“量子点可以分为不同的类别，”阿博哈萨尼说。 “例如，经过充分研究的II-VI、IV-VI和III-V材料，或者最近出现的金属卤化物钙钛矿等等。基本上，每一类都由一系列具有相似化学成分的材料组成。
“当你第一次设置人工化学家 2.0 在任何给定类别中生产量子点时，机器人会自主运行一组主动学习实验。这就是机器人系统的大脑学习材料化学的方式，”Abolhasani 说。
“根据材料的类别，这个学习阶段可能需要 1 到 10 个小时。经过一次性主动学习期后，Artificial Chemist 2.0 可以在 40 分钟或更短的时间内从 2000 万种可能的组合和多个制造步骤中确定生产所需量子点的最佳配方。”
研究人员指出，每次人们使用它时，研发过程几乎肯定会变得更快，因为运行该系统的人工智能算法将对要求识别的每种材料了解更多信息，并且变得更加高效。
人工化学家 2.0 包含两个串联运行的化学反应器。该系统被设计为完全自主的，允许用户从一种材料切换到另一种材料，而无需关闭系统。
“为了成功做到这一点，我们必须设计一个系统，该系统不会在反应器中留下任何化学残留物，并允许人工智能引导的机器人系统在正确的时间、在多步骤材料中的任何点添加正确的成分。生产过程，”Abolhasani 说。 “所以我们就是这么做的。
“我们对这对特种化学品行业意味着什么感到兴奋。它确实加速了研发速度，但它也能够每天生产数公斤的高价值、精确设计的量子点。这些是工业相关的材料量。”
纸， “通过自主机器人流实验实现自驱动多步量子点合成” 出现在《高级智能系统》杂志上的开放获取。这篇论文的共同第一作者是 Kameel Abdel-Latif 和 Robert W. Epps，他们是哈佛大学的博士。北卡罗来纳州立大学的学生。该论文由 Fazel Bateni 和 Suyong Han 博士共同撰写。北卡罗来纳州立大学的学生，以及布法罗大学助理教授克里斯托弗·G·雷耶斯 (Kristofer G. Reyes)。
这项工作是在国家科学基金会（拨款号 1940959）和北卡罗来纳大学研究机会倡议（UNC-ROI）拨款的支持下完成的。
原始来源： WRAL 技术线