Képzeljünk el egy szakácskönyvet, 150 ezer ínycsiklandozó ételképpel, majd azt is képzeljük el, hogy alig van recept hozzájuk. Az Egyesült Államok Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratóriuma (LBNL) Anyagok projektjével pont ez történik most.

Számítógépeinek kb. 150 ezer új anyagot kell kiokoskodnia akkumulátor-elektródák, katalizátorok és más eszközök minőségjavításához. Az adatbázist a világ változatos pontjain élő kutatók használják, viszont csak a benne szereplő anyagok töredékéből tudtak tesztelhető valamit készíteni. Ezzel szemben sokezer teszteletlen, azaz, legalábbis egyelőre, a szintézis a szűk keresztmetszet.

Az LBNL kutatói eldöntötték, hogy mesterséges intelligenciával és robotikával számolják fel az egyre idegesítőbb szűk keresztmetszetet. Az MI találgat, és a legjobbnak tűnő találgatás alapján elkészíti az óhajtott anyag receptjét, majd a feltételeket iterálja, miközben a robotok megpróbálnak fizikai mintákat készíteni.

Az új A-Lab napi szinten százszor gyorsabban szintetizál anyagokat, mint a labor humán dolgozói. Kb. két hete a kutatók el is döntötték, hogy ezt az utat kell járniuk.

Nincsenek egyedül, mert például gyógyszercégeknél, sőt már felsőoktatási intézmények anyagtudománnyal foglalkozó tanszékeinél is lassan megszokottá válnak az MI-vel vezérelt robotizált laboratóriumok. Csakhogy azok a laborok folyékony prekurzor vegyületekkel dolgoznak, amelyekkel relatíve könnyebb a keverés, illetve az egész folyamat. (A prekurzor más vegyületet előállító reakcióban résztvevő vegyület.)

Az LBNL-nél viszont tipikusan szilárd halmazállapotú porokat kell összekeverni, majd oldószereket különböző kombinációkban hozzájuk adni, hővel, szárítási idővel és más inputokkal kísérletezni, hogy aztán az előrejelzett anyaggá kristályosodjanak össze.

A receptek száma kvázi végtelen, és míg számítógépek meg tudják mondani, milyen végső összetétellel optimalizálhatók eszközök, addig a szintézisre nincs elmélet, hogy mit lehet megtenni, és mit nem.

Korábban random csinálták, most viszont inkább a klasszikus vegyészek módszerét követnék: az MI kivitelezhetőnek tűnő szintézis-javaslattal áll elő, majd robotkart vezérel, hogy válasszon ki kb. kétszáz (lítium, nikkel, réz, vas, mangán stb.) port. A prekurzorok összekeverése után egy másik robot tégelyekbe osztja a keveréket, a tégelyek kemencébe kerülnek, ott gázokkal (oxigénnel, hidrogénnel, nitrogénnel stb.) keverednek össze. Az MI határozza meg a sütési és a szárítási időt, hőmérsékletet és így tovább.

A sütés után egy adagoló minden tégelyhez golyóscsapágyat rendel hozzá, hogy az új anyagokat finom porrá őröljék, amelyeket lapra öntenek. A mintákat robotkar csúsztatja az elemzést végző röntgen- vagy más készülékbe.

Az eredményeket a projekt adatbázisába küldik, és ha az nem az előrejelzett, a rendszer újrakezdi a folyamatot.