Tím výskumníkov z MIT predstavil prelomový robotický systém poháňaný umelou inteligenciou, ktorý môže zásadne zmeniť analýzu polovodičov a urýchliť vývoj novej generácie solárnych panelov.
Plne autonómny systém, podrobne opísaný v publikácii Science Advances zo 4. júla, meria fotovodivosť – kľúčovú elektrickú vlastnosť určujúcu, ako materiály reagujú na svetlo – s bezprecedentnou rýchlosťou a presnosťou. Počas 24-hodinového testu systém vykonal viac ako 3 000 jedinečných meraní, pričom pracoval rýchlosťou presahujúcou 125 odčítaní za hodinu.
„Nie každú dôležitú vlastnosť materiálu je možné merať bezkontaktným spôsobom. Ak potrebujete nadviazať kontakt so vzorkou, chcete, aby to bolo rýchle a aby ste získali maximum informácií,“ vysvetľuje profesor Tonio Buonassisi, hlavný autor štúdie.
Inovácia kombinuje tri kľúčové technológie: robotickú sondu, ktorá fyzicky kontaktuje polovodičové vzorky, samo-učiacu sa neurónovú sieť, ktorá identifikuje optimálne body merania, a špecializovaný algoritmus na plánovanie trás, ktorý určuje najefektívnejšie cesty medzi kontaktnými bodmi. Vďaka zapojeniu znalostí z oblasti materiálových vied do AI systému umožnili výskumníci systému robiť rozhodnutia na úrovni odborníkov o tom, kde a ako testovať vzorky.
Tento prelom rieši zásadné úzke miesto v objavovaní nových materiálov. Zatiaľ čo výskumníci dokážu rýchlo syntetizovať nové polovodičové kandidáty, manuálne meranie ich vlastností bolo doteraz pomalé a náročné na prácu. Systém z MIT tento proces dramaticky zrýchľuje, čo umožňuje rýchlejšiu identifikáciu sľubných materiálov pre solárne články a ďalšie aplikácie.
Podrobné merania odhalili výkonnostné hotspoty a skoré známky degradácie materiálu, ktoré by pri konvenčnom testovaní mohli uniknúť pozornosti. Hlavný autor Alexander Siemenn poznamenáva: „Schopnosť získavať takéto bohaté dáta v takom rýchlom tempe, bez potreby ľudského vedenia, otvára dvere k objavovaniu a vývoju nových vysoko výkonných polovodičov.“
Projekt, financovaný Ministerstvom energetiky USA, Národnou vedeckou nadáciou, spoločnosťou First Solar a ďalšími partnermi, predstavuje významný krok smerom k vízii MIT o plne autonómnom laboratóriu na objavovanie materiálov. Tím plánuje rozšíriť schopnosti systému a vytvoriť kompletné automatizované laboratórium, ktoré spojí syntézu, zobrazovanie a meranie – čo by mohlo zásadne zmeniť spôsob, akým objavujeme a vyvíjame nové materiály pre čisté energetické aplikácie.