Zespół naukowców z MIT zaprezentował przełomowy, zasilany sztuczną inteligencją system robotyczny, który może zrewolucjonizować analizę półprzewodników i przyspieszyć rozwój nowoczesnych paneli słonecznych.
W pełni autonomiczny system, opisany w publikacji z 4 lipca w czasopiśmie Science Advances, mierzy fotoprzewodnictwo — kluczową właściwość elektryczną określającą, jak materiały reagują na światło — z niespotykaną dotąd szybkością i precyzją. Podczas 24-godzinnego testu system wykonał ponad 3000 unikalnych pomiarów, pracując z wydajnością przekraczającą 125 odczytów na godzinę.
"Nie każdą istotną właściwość materiału da się zmierzyć bezkontaktowo. Jeśli musisz nawiązać kontakt z próbką, chcesz, by było to szybkie i by uzyskać jak najwięcej informacji," wyjaśnia profesor Tonio Buonassisi, główny autor badania.
Innowacja łączy trzy kluczowe technologie: robotyczną sondę fizycznie dotykającą próbki półprzewodnika, samonadzorowaną sieć neuronową wskazującą optymalne punkty pomiarowe oraz specjalistyczny algorytm planowania ścieżki, który wyznacza najefektywniejsze trasy między punktami kontaktu. Dzięki wprowadzeniu wiedzy eksperckiej z zakresu nauki o materiałach do systemu AI, naukowcy umożliwili mu podejmowanie decyzji na poziomie eksperta dotyczących tego, gdzie i jak testować próbki.
To przełomowe osiągnięcie rozwiązuje fundamentalny problem w odkrywaniu nowych materiałów. Choć naukowcy potrafią szybko syntezować nowe kandydaty na półprzewodniki, ręczne pomiary ich właściwości pozostawały powolne i pracochłonne. System MIT znacząco przyspiesza ten proces, umożliwiając szybszą identyfikację obiecujących materiałów do ogniw słonecznych i innych zastosowań.
Szczegółowe pomiary ujawniły miejsca o najwyższej wydajności oraz wczesne oznaki degradacji materiału, które mogłyby zostać przeoczone podczas tradycyjnych testów. Główny autor, Alexander Siemenn, zauważa: "Możliwość gromadzenia tak bogatych danych w tak szybkim tempie, bez konieczności nadzoru człowieka, otwiera nowe możliwości odkrywania i rozwoju nowych, wysokowydajnych półprzewodników."
Projekt, finansowany przez Departament Energii USA, Narodową Fundację Nauki, First Solar oraz innych partnerów, stanowi istotny krok w kierunku wizji MIT dotyczącej w pełni autonomicznego laboratorium odkrywania materiałów. Zespół dąży do rozszerzenia możliwości systemu, by stworzyć kompletnie zautomatyzowane laboratorium łączące syntezę, obrazowanie i pomiary — co może całkowicie odmienić sposób, w jaki odkrywamy i rozwijamy nowe materiały dla czystej energetyki.