中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)在星際探索與人工智能交叉領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展。該校科研團(tuán)隊(duì)成功運(yùn)用自主研發(fā)的“機(jī)器化學(xué)家”平臺(tái)，高效設(shè)計(jì)并合成出一種適用于火星環(huán)境的高效制氧催化劑。這一成果不僅為未來載人火星探測任務(wù)中的生命保障系統(tǒng)提供了關(guān)鍵技術(shù)儲(chǔ)備，也標(biāo)志著人工智能驅(qū)動(dòng)的新材料研發(fā)模式在極端環(huán)境應(yīng)用方面邁出了堅(jiān)實(shí)一步。

火星大氣中富含二氧化碳（約96%），如何就地利用火星資源生產(chǎn)氧氣，是維持人類長期駐留的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。傳統(tǒng)催化劑研發(fā)依賴“試錯(cuò)法”，周期長、成本高，且難以應(yīng)對(duì)火星特殊的大氣成分、氣壓與溫度條件。中國科大團(tuán)隊(duì)獨(dú)辟蹊徑，將人工智能、自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)與量子化學(xué)理論計(jì)算深度融合，構(gòu)建了具備“大腦”與“雙手”的“機(jī)器化學(xué)家”系統(tǒng)。

該“機(jī)器化學(xué)家”能夠自主閱讀海量文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，理解催化反應(yīng)機(jī)理，并通過理論計(jì)算預(yù)測數(shù)以萬計(jì)的可能材料組合。在此基礎(chǔ)上，它驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行合成、表征與性能測試，根據(jù)實(shí)時(shí)結(jié)果自主優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，形成“計(jì)算-實(shí)驗(yàn)”閉環(huán)。在此次研究中，“機(jī)器化學(xué)家”從龐大的化學(xué)元素空間中，僅通過少量關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)，便快速鎖定了一種基于火星本地可能存在的礦物元素改良的新型催化劑配方。該催化劑在模擬火星低氣壓、低溫和高二氧化碳環(huán)境下，展現(xiàn)出優(yōu)異的二氧化碳電解制氧活性和穩(wěn)定性。

這項(xiàng)研究的成功，凸顯了人工智能賦能科學(xué)發(fā)現(xiàn)的巨大潛力。它大幅縮短了新材料從設(shè)計(jì)到應(yīng)用的研發(fā)周期，將傳統(tǒng)可能需要十年甚至更長的探索過程壓縮到數(shù)月內(nèi)完成。更重要的是，這種“智能實(shí)驗(yàn)室”模式為在資源極端受限的地外環(huán)境中實(shí)現(xiàn)“原位資源利用”（ISRU）提供了革命性的解決方案。類似的自主智能系統(tǒng)有望搭載于火星探測器上，實(shí)現(xiàn)真正意義上的“地外就地研發(fā)與生產(chǎn)”。

中國科大“機(jī)器化學(xué)家”在火星制氧催化劑上的成功應(yīng)用，是我國在太空探索前沿技術(shù)和人工智能交叉創(chuàng)新領(lǐng)域的又一重要里程碑。它不僅為人類邁向深空提供了關(guān)鍵的生命支持技術(shù)路徑，也為新材料研發(fā)范式帶來了深刻變革，展現(xiàn)出我國科研機(jī)構(gòu)在挑戰(zhàn)世界科技前沿問題上的創(chuàng)新活力與戰(zhàn)略眼光。