北卡罗莱纳州立大学马特·希普曼 研究人员开发了一种叫做“人工化学家”的技术，它结合了人工智能和一个自动系统来执行化学反应，以加速研发；商业所需材料的生产和制造
荣誉:米拉德·阿布哈桑尼 北卡罗来纳州立大学和布法罗大学的研究人员开发了一项名为“人工化学家”的技术，该技术结合了人工智能和自动系统，用于执行化学反应，以加速R&D和商业所需材料的制造
在概念验证实验中，研究人员证明了人工化学家可以在15分钟或更短的时间内识别并生产出任何颜色的最佳量子点
量子点是胶体半导体纳米晶体，用于发光二极管显示器等应用
然而，研究人员很快注意到，人工化学家可以找到满足任何一套可测量属性的最佳材料——不仅仅是量子点
“人工化学家是一个真正自主的系统，可以智能地在化学宇宙中导航，”密勒·阿布哈桑尼说，他是该论文的对应作者，也是北卡罗来纳州化学和生物分子工程的助理教授
“目前，人工化学家是为溶液加工材料设计的——这意味着它适用于可以用液态化学前体制造的材料
溶液加工材料包括高价值材料，如量子点、金属/金属氧化物纳米粒子、金属有机框架等
“人工化学家类似于自动驾驶汽车，但是自动驾驶汽车至少有有限的路线可供选择，以便到达预先选定的目的地
使用人工化学家，你给它一组想要的参数，这些参数是你想要最终材料具有的特性
人工化学家必须弄清楚其他一切，比如化学前体是什么，合成路线是什么，同时尽量减少化学前体的消耗
“最终的结果是一项完全自主的材料开发技术，它不仅比目前使用的任何技术都更快地帮助您找到理想的溶液处理材料，而且使用少量的化学前体就能做到这一点
这大大减少了浪费，并使材料开发过程更加便宜
" 人工化学家既有一个执行实验和感知实验结果的“身体”，也有一个记录数据并利用它来决定下一个实验的“大脑”
为了进行概念验证测试，人工化学家的机构整合了在阿布哈桑尼实验室开发的自动化纳米晶体工厂和纳米机器人流动合成平台
人工化学家平台已经证明它每天可以运行500个量子点合成实验，尽管阿布哈桑尼估计它可以运行多达1000个
人工化学家的大脑是一个人工智能程序，它表征身体合成的材料，并利用这些数据自主决定下一组实验条件是什么
它的决策是基于它所确定的最有效的材料成分和期望的性能指标
阿布哈桑尼说:“我们试图模仿人类做决定时使用的过程，但效率更高。”
例如，人工化学家允许“知识转移”，这意味着它存储从它收到的每一个请求中产生的数据，加速识别它被赋予任务的下一个候选材料的过程
换句话说，随着时间的推移，人工化学家在识别正确的材料方面变得越来越聪明和快速
为了证明他们的概念，研究人员测试了人工智能如何使用数据来决定下一个实验的九种不同策略
然后，他们提出了一系列要求，每次都要求人工化学家鉴定出最适合三种不同输出参数的量子点材料
阿布哈桑尼说:“我们发现了一种策略，即使没有先验知识，也可以在25次实验中，或者大约一个半小时内，识别出最好的量子点。”
“但是一旦人工化学家有了先验知识——这意味着它已经处理了一个或多个目标材料请求——它就可以在10到15分钟内为新的特性确定最佳材料
“我们发现，人工化学家还可以针对给定的一组起始化学前体，快速确定材料属性的边界，这样化学家和材料科学家就不必浪费时间探索不同的合成条件
阿布哈桑尼说:“我相信由人工化学家支持的R&D自主材料能够重塑材料开发和制造的未来。”
“我现在正在寻找合作伙伴，帮助我们将技术从实验室转移到工业部门
" 这篇题为“人工化学家:一个自主量子点合成机器人”的论文发表在《高级材料》杂志上
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