一种由机器人代替人工评估催化剂性能的技术已经被开发出来。通过机器人进行评估实现了完全自动化,作业速度比人工操作快45倍。精度也有所提升,被寄予缩短催化剂开发周期的厚望。
韩国能源技术研究院(能源研)表示,清洁燃料研究室的 Park Jichan 博士研究团队已开发出一套将催化剂性能评估实验实现完全自动化的系统,并于15日对外公布这一消息。
通过自动化机器人实验和实时分析,可快速且精确比较、筛选催化剂性能的催化剂筛选平台已经开发完成。自左起为博士后研究员 Oh Gyeonghee、首席研究员 Park Jichan、首席研究员 Kang Sinuuk、首席研究员 Lim Ganghun。韩国能源技术研究院供图
View original image为了开发新型催化剂,需要在不断改变催化剂组成和反应条件等变量的情况下,开展大规模重复实验。因此,以手工操作为主的实验不仅耗时长,而且在实验人员更换时,即便使用相同样品,实验结果也经常出现差异。
为解决上述问题,研究团队开发出一套利用两台机器人进行操作的自动化系统。团队将催化剂性能评估实验过程分为两个阶段进行,并设计成由各机器人有机衔接执行,从而使整个实验流程在无人干预的情况下也能顺利完成。
第一台机器人会根据预先设定的实验方案,如测量时间、顺序、样品编号等,自动识别分析所需样品,安装样品容器后执行光谱测量。在这一过程中,以往由人工完成的样品选择、容器安装、对位、开始测量和记录等步骤全部实现自动化,从而消除因实验人员轮班带来的测量延迟和操作偏差。
第二台机器人负责按照标准化流程,执行样品的摆放、回收、废弃等处理以及耗材更换等工作,以确保大批量连续实验不中断。通过替代原本需要人员驻守、反复进行的维护作业,即便在长时间实验中也能确保装置稳定运行和数据连续性。
研究团队为两台机器人同时运转、按阶段不间断推进作业应用了最优的综合控制逻辑。利用该系统后,原本以人工方式需要32天才能完成的催化剂性能评估实验,仅用17小时就全部结束,处理速度提升至45倍。
此外,实验结果的波动性相比手工操作降低了32%,数据可靠性进一步提升。研究团队强调,这一成果证明,即便在大规模连续实验环境中,也能够实现稳定运行并获取高精度数据。
Park Jichan 首席研究员表示:“研究团队通过实现催化剂性能评估的完全自动化,证明了即使在大规模实验环境下,也能获取高可信度数据。今后我们将通过对多种催化反应和材料的研究扩大应用范围,并强化理论与实验的联动,推动基于人工智能的催化剂开发不断发展。”
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