Uma equipa de investigadores do MIT revelou um sistema robótico inovador, alimentado por inteligência artificial, que poderá revolucionar a análise de semicondutores e acelerar o desenvolvimento da próxima geração de painéis solares.
O sistema totalmente autónomo, detalhado numa 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 uma rapidez e precisão sem precedentes. Durante um teste de 24 horas, o sistema realizou mais de 3.000 medições únicas, operando a um ritmo superior a 125 leituras por hora.
"Nem todas as propriedades importantes de um material podem ser medidas sem contacto. Se for necessário fazer contacto com a amostra, queremos que seja rápido e maximizar a quantidade de informação obtida", explica o Professor Tonio Buonassisi, autor sénior do estudo.
A inovação combina três tecnologias essenciais: uma sonda robótica que faz contacto físico com as amostras de semicondutores, uma rede neural auto-supervisionada que identifica os pontos ótimos de medição e um algoritmo especializado de planeamento de trajetórias que determina as rotas mais eficientes entre os pontos de contacto. Ao integrar conhecimento especializado em ciência dos materiais no sistema de IA, os investigadores permitiram que este tomasse decisões ao nível de um especialista sobre onde e como testar as amostras.
Esta inovação resolve um obstáculo fundamental na descoberta de novos materiais. Apesar de os investigadores conseguirem sintetizar rapidamente novos candidatos a semicondutores, a medição manual das suas propriedades tem permanecido lenta e exigente em termos de mão-de-obra. O sistema do MIT acelera drasticamente este processo, permitindo uma identificação mais rápida de materiais promissores para células solares e outras aplicações.
As medições detalhadas revelaram pontos críticos de desempenho e sinais precoces de degradação dos materiais que poderiam passar despercebidos em testes convencionais. O autor principal, Alexander Siemenn, salienta: "A possibilidade de recolher dados tão ricos, a uma velocidade tão elevada e sem necessidade de orientação humana, começa a abrir portas para a descoberta e desenvolvimento de novos semicondutores de alto desempenho."
O projeto, financiado pelo Departamento de Energia dos EUA, Fundação Nacional para a Ciência, First Solar e outros parceiros, representa um passo significativo rumo à visão do MIT de um laboratório de descoberta de materiais totalmente autónomo. A equipa pretende expandir as capacidades do sistema para criar um laboratório automatizado completo que combine síntese, imagem e medição — potencialmente transformando a forma como descobrimos e desenvolvemos novos materiais para aplicações em energia limpa.