科研人员有福了，AI机器人自主完成试验分析优化再试验的循环

美国的一个研究人员团队宣布开发一种名为Polybot的突破性科学工具。美国能源部的阿贡国家实验室。这种创新工具将人工智能（AI）的力量与机器人的能力相结合，将彻底改变聚合物电子研究领域。通过加快具有广泛应用的材料的发现过程，包括可穿戴生物医学设备和改进的电池，Polybot将对各个行业产生重大影响。

聚合物电子产品通常被认为是柔性电子产品的未来，是高效、可持续的，并有可能在健康监测和特定疾病的治疗中发挥关键作用。然而，为电子应用制备这些聚合物可能是一个耗时和劳动密集型的过程，需要数年才能完成。实现预期性能的过程通常涉及数量惊人的潜在调整，例如用各种配方修改制造配方或调整加工条件。

这就是Polybot介入改变研究过程的地方。通过自动化电子聚合物研究的各个方面，Polybot不仅简化了实验过程，还允许科学家将时间和精力投入到只有人类才能完成的任务中。Polybot将人工智能的计算能力与机器人提供的自动化可能性相结合，是Argonne和其他研究组织正在建立的越来越多的自主发现实验室的一部分。这些实验室的主要目标是利用人工智能和机器人技术来节约资源并加快发现速度。

Polybot的潜在应用远远超出了生物医学设备的范围。它们包括具有大脑特征的计算设备材料和用于监测气候变化的新传感器。此外，Polybot可以为开发新的固体电解质做出贡献，这些电解质可以取代锂离子电池中现有的液体电解质，使其不易着火。

要了解Polybot的工作原理，我们看看人工智能和机器人在典型实验中执行的操作。自动化系统最初为聚合物溶液选择一个有前途的配方，制备它，然后在特定的速度和温度下将其打印为极薄的薄膜。之后，系统以最佳持续时间将薄膜硬化，并测量关键特征，如厚度和均匀性，作为质量检查的一部分。随后，它组装多层结构，并整合了电极来形成一个设备。

然后，Polybot评估设备的电气性能，并使用机器学习算法自动记录和分析所有相关数据，然后传递给AI组件。基于这些信息，人工智能指导接下来应该进行哪些实验。重要的是，Polybot还能够以最少的人为干预来回应来自科学文献的用户反馈和数据。

Polybot的功能可以进一步增强，以充分利用位于阿贡的能源部科学办公室用户设施高级光子源（APS）。X射线散射分析可以将Polybot的表征能力扩展到分子水平，提供有关分子取向和填充的宝贵信息。这些数据可以帮助加快寻找具有最佳性能的最有效的材料。研究人员还计划利用阿贡领导力计算设施进行模拟，为人工智能组件提供更好的反馈。

Polybot的关键优势之一是它能够适应新信息并将用户反馈纳入实验过程。这种适应性允许一个更动态的研究环境，并促进科学家和人工智能驱动系统之间的合作。此外，人工智能和机器人技术的结合有助于更有效地利用资源，因为它可以自动执行重复性任务，并使研究人员能够专注于更高层次的分析和决策。

总之，Polybot的出现标志着材料科学领域的一个重要里程碑，特别是在聚合物电子学研究中。有了这个创新工具，发现过程可以从几年加速到几个月，复杂项目的成本可以从数百万美元降低到数千美元。

除了直接应用于生物医学设备、计算设备、气候变化传感器和改进的锂离子电池外，Polybot的成功可能会对材料科学研究的其他领域产生连锁反应。人工智能驱动的自主实验方法可以应用于各个领域，例如为航空航天、汽车和可再生能源行业开发先进材料。

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