Atmen auf dem Mars: Künstliche Intelligenz entwickelt einen Sauerstoff-Katalysator

Damit Menschen eines Tages den Mars besiedeln können, benötigen sie eine Möglichkeit, auf dem roten Planeten Sauerstoff herzustellen. Dafür wird vor alle ein Katalysator benötigt. Forscher:innen aus China haben kürzlich einen solchen Katalysator entwickelt. Dieser greift auf Materialien zurück, die auf dem Mars gefunden werden können und wurde mithilfe einer künstlichen Intelligenz entwickelt.

KI entwickelt Katalysator

Katalysatoren für die Herstellung von Sauerstoff gibt es bereits. Das Problem ist allerdings, dass die Leistung eines Katalysators im Verhältnis zu seiner Größe steht. Das bedeutet: Je leistungsfähiger ein solcher Sauerstoff-Katalysator sein soll, desto größer und schwerer wird er. Dies ist angesichts der logistischen und finanziellen Herausforderungen des Nutzlasttransports von der Erde zum Mars problematisch.

Es wäre also ohne Frage am besten, wenn man die Katalysatoren zur Sauerstoffherstellung auf dem Mars herstellen könnte – idealerweise unter Verwendung der dort vorhandenen Materialien. Einem chinesischen Forschungsteam aus Hefei ist es nun gelungen, einen solchen Katalysator zu entwickeln.

Bei der Entwicklung setzte das Team auf eine speziell zu diesem Zweck trainierte künstliche Intelligenz. Diese führte alle erforderlichen Schritte weitestgehend ohne menschlichen Input durch. Sie entwickelte eine Katalysatorformel, eine Methode zur Vorbehandlung des Erzes sowie zur Synthese des Katalysators. Die KI kam auch bei der Prüfung des Verfahrens zum Einsatz.

2000 Jahre bei der Entwicklung gespart

Das Team geht davon aus, dass der automatisierte und KI-gestützte Prozess zu einer Zeitersparnis von etwa 2.000 Jahren menschlicher Arbeit führte. Ihrer Ansicht nach belegen die Tests diese Annahme.

Für die Entwicklung des Katalysators entwickelten die Forscher:innen vorerst einen KI-Chemikerroboter. Dieser sollte alle im Zusammenhang mit der Entwicklung anfallenden Aufgaben ausführen können. Dabei ging man zuerst von KI-Chemikern mit eingeschränkten Fähigkeiten aus, die Literatur zur synthetischen Chemie lasen und die Wirksamkeit verschiedener chemischen Verbindungen einschätzen konnten. Dieses Modell wurde dann mit weiteren Daten gefüttert. Unter anderem wählten die Forscher:innen fünf Gesteine aus, die auf der Marsoberfläche vorkommen. Sie gingen dabei davon aus, dass es rund 3,8 Millionen Kombinationen aus den in den Gesteinen vorhandenen Elementen geben würde.

Sie überließen es dann der KI, die benötigten Kombinationen auszuwählen. Für diese Entscheidung standen dem Programm 30.000 theoretische Datensätze sowie die Ergebnisse von 243 Experimenten zur Verfügung. Das Ergebnis war ein Material, dass aus Mangan, Eisen, Nickel, Magnesium, Kalzium und Aluminium besteht. Aus diesem Material stellte die KI dann einen Prototyp des Katalysators her.

Ein beeindruckender Prozess

Für die Herstellung des Prototyps erhielt der KI-Roboter einen Arm, der physische Proben von Meteoriten nehmen konnte, die in Salzsäure aufgelöst wurden.

Das entstandene Material wurde von den Forscher:innen dann getestet, indem sie den Reduktionsprozess, für den es entwickelt wurde, unter den Bedingungen durchführte, die auf der Oberfläche des Mars herrschen. Dabei zeigte es eine Leistung, die in etwa der von bereits vorhandenen Katalysatoren entsprach.

Dass Verfahren wurde scheinbar weitestgehend ohne menschliche Beteiligung ablief. Somit zeigt es, wie effektiv KI inzwischen arbeitet. Das sagt natürlich noch nichts darüber aus, ob dieser Katalysator jemals zum Einsatz kommen wird.

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