Команда дослідників Массачусетського технологічного інституту (MIT) представила революційну роботизовану систему на основі штучного інтелекту, яка може змінити підхід до аналізу напівпровідників і прискорити розробку сонячних панелей нового покоління.
Повністю автономна система, докладно описана у публікації Science Advances від 4 липня, вимірює фотопровідність — ключову електричну властивість, що визначає реакцію матеріалів на світло — з небаченою швидкістю та точністю. Під час 24-годинного тесту система виконала понад 3 000 унікальних вимірювань, працюючи з продуктивністю понад 125 вимірювань на годину.
«Не всі важливі властивості матеріалу можна виміряти безконтактно. Якщо потрібно здійснювати контакт із зразком, це має бути швидко, і важливо отримати максимум інформації», — пояснює професор Тоніо Буонасісі, старший автор дослідження.
Інновація поєднує три ключові технології: роботизований зонд, який фізично контактує із зразками напівпровідників; самонавчальну нейронну мережу, що визначає оптимальні точки для вимірювань; та спеціалізований алгоритм планування маршрутів, який обирає найефективніші шляхи між точками контакту. Завдяки інтеграції знань у галузі матеріалознавства у систему ШІ, дослідники надали їй можливість приймати експертні рішення щодо місць і способів тестування зразків.
Цей прорив вирішує фундаментальну проблему у відкритті нових матеріалів. Хоча дослідники можуть швидко синтезувати нові напівпровідникові кандидати, ручне вимірювання їхніх властивостей залишалося повільним і трудомістким процесом. Система MIT значно прискорює цей процес, дозволяючи швидше ідентифікувати перспективні матеріали для сонячних елементів та інших застосувань.
Детальні вимірювання дозволили виявити зони підвищеної продуктивності та ранні ознаки деградації матеріалів, які могли б залишитися непоміченими під час традиційного тестування. Провідний автор Александр Зіменн зазначає: «Можливість збирати настільки багаті дані з такою швидкістю, без необхідності людського втручання, відкриває нові можливості для відкриття та розробки нових високопродуктивних напівпровідників».
Проєкт, профінансований Міністерством енергетики США, Національним науковим фондом, компанією First Solar та іншими партнерами, є важливим кроком до втілення бачення MIT щодо повністю автономної лабораторії для відкриття нових матеріалів. Команда планує розширити можливості системи, створивши повністю автоматизовану лабораторію, що поєднує синтез, візуалізацію та вимірювання — потенційно змінюючи підхід до відкриття і розробки нових матеріалів для чистої енергетики.