Robot AI của MIT đo vật liệu mới nhanh gấp 100 lần con người

Một hệ thống robot tích hợp AI do Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) phát triển vừa được công bố có khả năng đo lường các đặc tính vật liệu với tốc độ vượt trội, nhanh hơn khoảng 100 lần so với thao tác thủ công của con người. Trong 24 giờ thử nghiệm, hệ thống đã hoàn thành hơn 3.000 phép đo điện dẫn quang – một đặc tính quan trọng trong việc đánh giá vật liệu bán dẫn, đặc biệt là các chất mới dùng trong công nghệ năng lượng mặt trời hoặc linh kiện điện tử.

Robot tại MIT vận hành tự động để đo đặc tính điện dẫn quang của vật liệu bán dẫn với tốc độ vượt trội, hỗ trợ tăng tốc nghiên cứu trong phòng thí nghiệm.

Hệ thống sử dụng một cánh tay robot chính xác cao, tích hợp camera và mô hình trí tuệ nhân tạo học không giám sát. Robot có khả năng nhận diện bề mặt mẫu vật liệu, chia thành các vùng đo tiềm năng, và lựa chọn điểm tiếp xúc tối ưu để thu thập dữ liệu có giá trị nhất. Quá trình di chuyển giữa các điểm đo cũng được tối ưu hóa bằng thuật toán lập kế hoạch đường đi thông minh, nhằm tiết kiệm thời gian và giảm hao mòn thiết bị.

Với năng lực xử lý trung bình hơn 125 phép đo mỗi giờ, hệ thống này rút ngắn đáng kể thời gian nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, vốn thường bị giới hạn bởi tốc độ và độ chính xác của thao tác thủ công. Trong lĩnh vực vật liệu, mỗi công thức thử nghiệm đều cần hàng trăm lần đo kiểm, và quá trình chọn lọc vật liệu phù hợp thường mất nhiều tháng, thậm chí vài năm. Việc áp dụng robot giúp tăng tốc chu trình thử nghiệm và sàng lọc, đồng thời giảm đáng kể chi phí nhân lực.

Một điểm nổi bật của hệ thống robot là khả năng thích nghi với các loại mẫu vật liệu khác nhau. Trí tuệ nhân tạo không chỉ giúp robot xác định vị trí tiếp xúc hợp lý, mà còn tự động hiệu chỉnh các thông số đo phù hợp với từng loại vật liệu có hình dạng, kích thước và phản ứng ánh sáng khác nhau. Hệ thống cũng vận hành liên tục mà không bị ảnh hưởng bởi yếu tố mệt mỏi hay sai sót lặp lại – những vấn đề thường thấy trong các thao tác thủ công.

Ngoài ứng dụng trong nghiên cứu perovskite – vật liệu sẽ trở thành pin năng lượng mặt trời thế hệ mới – công nghệ đo tự động này còn có thể triển khai rộng rãi cho các dòng vật liệu điện tử, cảm biến, màn hình hiển thị và linh kiện vi mô. Nhờ khả năng vận hành 24/7, các hệ thống robot dạng này có thể trở thành một phần của chuỗi phòng thí nghiệm hoàn toàn tự động, kết nối với các thiết bị pha chế hóa chất, tổng hợp vật liệu và phân tích dữ liệu.

Việc xây dựng phòng thí nghiệm không cần can thiệp thủ công đang là xu hướng chiến lược tại nhiều trung tâm nghiên cứu vật liệu lớn. Các hệ thống như robot đo của MIT không chỉ giúp tăng hiệu suất mà còn đảm bảo sự nhất quán về chất lượng dữ liệu, từ đó góp phần tăng độ tin cậy trong mô hình hóa và dự đoán vật liệu mới.

Trong bối cảnh toàn cầu đang thúc đẩy đổi mới công nghệ trong lĩnh vực năng lượng, điện tử và môi trường, những nền tảng tự động như vậy sẽ đóng vai trò thiết yếu trong việc rút ngắn thời gian thương mại hóa sản phẩm công nghệ cao. Không chỉ dừng lại ở công cụ hỗ trợ, robot AI đang dần trở thành lực lượng chính trong tiến trình đổi mới sáng tạo của thế kỷ 21.

Diễm Quỳnh