化学：移動型ロボット化学者

電池、生体材料、不均一系触媒などの技術には、分子成分とメソスケール成分の混合物によって決まる機能がある。今のところ、こうした複数の長さスケールにわたる複雑さは、原子論的シミュレーションでは十分に捉えることができず、そうした材料を第一原理から設計することはまだほとんどない。その上、実験の複雑さは変数の数とともに指数関数的に増大するため、探索の大半が材料空間の狭い領域に限定されている。ロボットは実験的探索に役立つ可能性があるが、材料研究では必要な試料の種類、操作、機器、測定が多様であるため、ロボットを広く採用することは難しい。今回我々は、移動ロボットを用いて、水から水素を生成するための改良型光触媒を探索した。このロボットは、8日間にわたって自律的に動作し、10変数の実験空間内で、バッチベイズ探索アルゴリズムによって駆動される688回の実験を行った。この自律的探索によって、最初の配合の6倍以上の活性を持つ光触媒混合物が特定され、有効な成分が選択されるとともに、有効でない成分が除外された。今回の戦略では、自由移動する器用なロボットを用いており、機器ではなく研究者を自動化している。このモジュール式の方法は、光触媒反応の枠を超えてさまざまな研究課題に対処すべく従来型の実験室に配備される可能性がある。

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