Uma equipe de pesquisadores do MIT revelou um sistema robótico inovador alimentado por inteligência artificial que pode revolucionar a análise de semicondutores e acelerar o desenvolvimento da próxima geração de painéis solares.
O sistema totalmente autônomo, detalhado em uma publicação de 4 de julho na revista Science Advances, mede a fotocondutância — uma propriedade elétrica fundamental que determina como os materiais respondem à luz — com velocidade e precisão sem precedentes. Em um teste de 24 horas, o sistema realizou mais de 3.000 medições únicas, operando a uma taxa superior a 125 leituras por hora.
"Nem toda propriedade importante de um material pode ser medida de forma sem contato. Se você precisa fazer contato com sua amostra, quer que isso seja rápido e que maximize a quantidade de informações obtidas", explica o professor Tonio Buonassisi, autor sênior do estudo.
A inovação combina três tecnologias essenciais: uma sonda robótica que faz contato físico com as amostras de semicondutores, uma rede neural auto-supervisionada que identifica os pontos ideais para medição e um algoritmo especializado de planejamento de trajetórias que determina as rotas mais eficientes entre os pontos de contato. Ao incorporar conhecimento especializado em ciência dos materiais ao sistema de IA, os pesquisadores permitiram que ele tomasse decisões em nível de especialista sobre onde e como testar as amostras.
Essa inovação resolve um gargalo fundamental na descoberta de novos materiais. Enquanto pesquisadores conseguem sintetizar rapidamente novos candidatos a semicondutores, a medição manual de suas propriedades ainda é lenta e trabalhosa. O sistema do MIT acelera drasticamente esse processo, permitindo a identificação mais rápida de materiais promissores para células solares e outras aplicações.
As medições detalhadas revelaram pontos de desempenho e sinais iniciais de degradação do material que poderiam passar despercebidos em testes convencionais. O autor principal, Alexander Siemenn, observa: "Ser capaz de coletar dados tão ricos em taxas tão rápidas, sem a necessidade de orientação humana, começa a abrir portas para descobrir e desenvolver novos semicondutores de alto desempenho".
O projeto, financiado pelo Departamento de Energia dos EUA, Fundação Nacional de Ciência, First Solar e outros parceiros, representa um passo significativo em direção à visão do MIT de um laboratório totalmente autônomo para descoberta de materiais. A equipe pretende ampliar as capacidades do sistema para criar um laboratório automatizado completo que combine síntese, imageamento e medição — potencialmente transformando a forma como descobrimos e desenvolvemos novos materiais para aplicações em energia limpa.