Un equipo de investigadores del MIT ha presentado un innovador sistema robótico impulsado por inteligencia artificial que podría revolucionar el análisis de semiconductores y acelerar el desarrollo de la próxima generación de paneles solares.
El sistema totalmente autónomo, descrito en una publicación del 4 de julio en Science Advances, mide la fotoconductancia—una propiedad eléctrica clave que determina cómo responden los materiales a la luz—con una velocidad y precisión sin precedentes. Durante una prueba de 24 horas, el sistema realizó más de 3.000 mediciones únicas, operando a un ritmo superior a 125 lecturas por hora.
"No todas las propiedades importantes de un material pueden medirse sin contacto. Si necesitas hacer contacto con tu muestra, quieres que sea rápido y maximizar la cantidad de información que obtienes", explica el profesor Tonio Buonassisi, autor principal del estudio.
La innovación combina tres tecnologías clave: una sonda robótica que contacta físicamente con las muestras de semiconductores, una red neuronal auto-supervisada que identifica los puntos óptimos de medición y un algoritmo especializado de planificación de trayectorias que determina las rutas más eficientes entre los puntos de contacto. Al incorporar conocimientos expertos en ciencia de materiales en el sistema de IA, los investigadores lograron que tomara decisiones a nivel experto sobre dónde y cómo analizar las muestras.
Este avance resuelve un cuello de botella fundamental en el descubrimiento de nuevos materiales. Aunque los investigadores pueden sintetizar rápidamente nuevos candidatos a semiconductores, la medición manual de sus propiedades seguía siendo un proceso lento y laborioso. El sistema del MIT acelera drásticamente este proceso, permitiendo identificar con mayor rapidez materiales prometedores para células solares y otras aplicaciones.
Las mediciones detalladas revelaron puntos críticos de rendimiento y signos tempranos de degradación del material que podrían pasar desapercibidos en pruebas convencionales. El autor principal, Alexander Siemenn, señala: "Poder recopilar datos tan ricos a velocidades tan altas, sin necesidad de supervisión humana, abre la puerta al descubrimiento y desarrollo de nuevos semiconductores de alto rendimiento".
El proyecto, financiado por el Departamento de Energía de EE. UU., la Fundación Nacional de Ciencia, First Solar y otros socios, representa un paso significativo hacia la visión del MIT de un laboratorio de descubrimiento de materiales completamente autónomo. El equipo pretende ampliar las capacidades del sistema para crear un laboratorio automatizado completo que combine síntesis, imagen y medición, lo que podría transformar la forma en que descubrimos y desarrollamos nuevos materiales para aplicaciones de energía limpia.