Una nueva tecnología llamado Artificial Chemist 2.0, permite a los usuarios pasar de solicitar un punto cuántico personalizado a completar la I + D relevante y comenzar la fabricación en menos de una hora. La tecnología es completamente autónoma, y utiliza inteligencia artificial (IA) y sistemas robóticos automatizados para realizar síntesis y análisis químicos de varios pasos.

Los puntos cuánticos son nanocristales semiconductores coloidales, que se utilizan en aplicaciones como pantallas LED y células solares.

"Cuando lanzamos la primera versión de Artificial Chemist, fue una prueba de concepto, "dice Milad Abolhasani, autor correspondiente de un artículo sobre el trabajo y profesor asistente de ingeniería química y biomolecular en la Universidad Estatal de Carolina del Norte. "Artificial Chemist 2.0 es industrialmente relevante tanto para I + D como para fabricación".

Desde el punto de vista del usuario, todo el proceso consta esencialmente de tres pasos. Primero, un usuario le dice a Artificial Chemist 2.0 los parámetros para los puntos cuánticos deseados. Por ejemplo, ¿Qué color de luz quieres producir? El segundo paso es efectivamente la etapa de I + D, donde Artificial Chemist 2.0 realiza de forma autónoma una serie de experimentos rápidos, permitiéndole identificar el material óptimo y el medio más eficiente de producir ese material. Tercera, el sistema pasa a fabricar la cantidad deseada de material.

"Los puntos cuánticos se pueden dividir en diferentes clases, "Abolhasani dice". Por ejemplo, bien estudiado II-VI, IV-VI, y materiales III-V, o las perovskitas de halogenuros metálicos de reciente aparición, etcétera. Básicamente, cada clase consta de una variedad de materiales que tienen químicas similares.

"Y la primera vez que configuró Artificial Chemist 2.0 para producir puntos cuánticos en una clase determinada, el robot ejecuta de forma autónoma una serie de experimentos de aprendizaje activo. Así es como el cerebro del sistema robótico aprende la química de los materiales, "Dice Abolhasani." Dependiendo de la clase de material, esta etapa de aprendizaje puede durar entre una y diez horas. Después de ese único período de aprendizaje activo, Artificial Chemist 2.0 puede identificar la mejor formulación posible para producir los puntos cuánticos deseados a partir de 20 millones de combinaciones posibles con múltiples pasos de fabricación en 40 minutos o menos ".

Los investigadores señalan que es casi seguro que el proceso de I + D se vuelva más rápido cada vez que la gente lo use. ya que el algoritmo de IA que ejecuta el sistema aprenderá más y se volverá más eficiente con cada material que se le pida que identifique.

Artificial Chemist 2.0 incorpora dos reactores químicos, que operan en serie. El sistema está diseñado para ser completamente autónomo, y permite a los usuarios cambiar de un material a otro sin tener que apagar el sistema.

"Para hacer esto con éxito, tuvimos que diseñar un sistema que no deje residuos químicos en los reactores y permita que el sistema robótico guiado por IA agregue los ingredientes correctos, en el momento adecuado, en cualquier punto del proceso de producción de material de varios pasos, "Abolhasani dice." Así que eso es lo que hicimos.

"Estamos entusiasmados con lo que esto significa para la industria de productos químicos especializados. Realmente acelera la I + D a la velocidad de la deformación, pero también es capaz de producir kilogramos por día de alto valor, puntos cuánticos diseñados con precisión. Esos son volúmenes de material de relevancia industrial ".

El papel, "Síntesis de puntos cuánticos de varios pasos autogestionada habilitada por la experimentación robótica autónoma en el flujo, "aparece acceso abierto en la revista Sistemas inteligentes avanzados.