یادگیری ماشین به شکل روزافزون برای کشف مواد و اجزای جدید در بحث طراحی و ساخت به کار می‌رود. این روش نوین زمان پژوهش را کاهش می‌دهد. در دانشگاه Carnegie Mellon دانشجویی به نام Adarsh Dave  هوش مصنوعی را در ترکیب با بستری رباتیک به نام Otto برای طراحی باتری‌ها به کار برده است و بهترین الکترودها را شناسایی کرده است. برای آشنایی با مراحل کار این پژوهشگر با مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

باتری های الکترولیت مایع منبع مناسبی برای انرژی پاک هستند

Adarsh Dave دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک و همکار پژوهشی Tata Consultancy Services است. هدف وی یافتن راهی برای کاهش آلاینده‌های محیط بوده است. یکی از ساده‌ترین راه‌های پیش رو طراحی روش‌های نوین ساخت باتری است. نوآوری‌ها در این زمینه بسیار کند صورت می‌پذیرد زیرا واکنش‌های شیمیایی دخیل در تولید انرژی توسط باتری بسیار پیچیده است. بنابراین گروه Adarsh Dave به دنبال راهی سریع‌تر گشت.

آن‌ها کار خود را با باتری‌های الکترولیت مایع آغاز کردند. به عقیده Adarsh Dave این باتری‌ها جایگاه خوبی در بحث انرژی پاک دارد. برای انتخاب واکنش شیمیایی مناسب این گروه یک بستر رباتیک به نام Otto طراحی کردند. Otto الکترودهای مختلف را آزمایش می‌کند و بهره‌وری آن را در باتری می‌سنجد.

ارتباط پی در پی ربات و رایانه برای شناسایی بهترین الکترود

به منظور سنجش کارکرد باتری‌ها ارتباطی متناوب بین Otto و رایانه برقرار می‌شود. رایانه جنس الکترودهای مورد آزمایش را به Otto ابلاغ می‌کند. Otto ویژگی‌های این الکترود را در اختیار رایانه قرار می‌دهد. این ارتباط پی‌درپی توسط یک الگوریتم یادگیری ماشین پیگیری می‌شود تا بهترین الکترود شناسایی شود. Otto با سرعت یک انسان این آزمایش‌ها بیست و چهار ساعته را انجام می‌دهد. همین کارکرد مداوم به این بستر رباتیک نسبت به انسان برتری می‌بخشد.

کاربردهای Otto

کاربردهای این روش از هم اکنون بارز است. نتیجه این کار نیز یافتن یک الکترود بهینه با بهره گیری از یادگیری ماشین است. با توجه به اینکه ترکیب شیمایی یافت شده بدیهی نیست، بدون مداخله رایانه کشف آن ممکن به نظر نمی‌رسد. همین امر پتانسیل بالای یادگیری ماشین در بخش طراحی را نشان می‌دهد. افزون بر این سرعت کار Otto را می‌توان بهبود بخشید.

هیچ رباتی نمی‌تواند نوآوری یا خلاقیت یک شیمیدان را شبیه سازی کند. ربات‌ها به عنوان یک دستیار کمکی برای انجام عملیات تکراری به کار می‌روند. به این صورت علم رباتیک در کنار یادگیری ماشین می‌تواند جایگاه خود را بخش طراحی پیدا کند.

افراد دخیل در طراحی باتری با Otto

نتایج این پژوهش در ماه نوامبر ۲۰۲۰ در مجله Cell Reports Physical Science به چاپ رسیده است. نویسندگاه این مقاله عبارتند از: Adarsh Dave ، Kirthevasan Kandasamy ، Han Wang، Sven Burke و Biswajit Paria به عنوان دانشجویان دکتری Carnegie Mellon و Barnabás Póczos در مقام استادیار. Jared Mitchell  نیز در مقام پژوهشگر علم مواد با این طرح همکاری داشته است.

در مورد رباتیک و هوش مصنوعی در مجله فناوری‌های توان افزا و پوشیدنی:
آزمایشگاه های BIONIK، از رباتیک، هوش مصنوعی و تجزیه و تحلیل داده ها برای توانبخشی عصبی استفاده می کنند
Physical AI : تلاش برای دستیابی به ربات های هوشمند با همکاری میان رشته ای
تعامل اجتماعی هوش مصنوعی‌ با انسان ها تنها با داشتن بدن فیزیکی تحقق می یابد

منبع: techexplore

«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است.»