Robot AI có thể tạo ra oxy trên sao Hỏa

Nhóm nghiên cứu đặt tên robot này là "A.I. Chemist" (Nhà hóa học A.I.). Nó sử dụng mô hình học máy để phát hiện hợp chất có thể kích hoạt phản ứng hóa học sản sinh ra oxy trên sao Hỏa, hay còn gọi là chất xúc tác. Chất xúc tác này được tạo ra hoàn toàn từ những nguyên tố có trong các thiên thạch của sao Hỏa. Nghĩa là, nếu A.I. Chemist hoạt động một cách đáng tin cậy, các nhà du hành không gian sẽ không cần mang theo oxy hay thậm chí cả chất xúc tác cần thiết để tạo ra oxy nữa.

Bầu khí quyển của sao Hỏa có hàm lượng oxy vô cùng thấp. Nhưng các nhà khoa học đã phát hiện bằng chứng về nước dạng lỏng bên dưới chỏm băng ở phía nam của hành tinh này, cũng như băng đá từ nước bên dưới bề mặt. Để tạo ra khí oxy tối cần thiết cho việc hô hấp, các nhà khoa học muốn tìm cách sử dụng những vật liệu tìm thấy trên sao Hỏa để phân hủy loại nước này thành các phân tử hydro và oxy.

A.I. Chemist đã phân tích năm mẫu thiên thạch từ sao Hỏa hoặc có thành phần tương tự. Sử dụng tia laser, nó xác định được hàm lượng đáng kể các chất sắt, niken, canxi, magie, nhôm và mangan trong các mẫu.

Từ sáu nguyên tố trên, thuật toán của robot xác định nó có thể tạo ra hơn 3,7 triệu phân tử có khả phân hủy nước và tạo thành oxy trên Hành tinh Đỏ. Nhóm nghiên cứu cho biết việc tìm ra phân tử hiệu quả nhất từ danh sách đồ sộ này đòi hỏi công sức lao động của con người trong khoảng 2.000 năm.

Nhưng với A.I. Chemist, quá trình loại suy chỉ mất vài tuần mà thôi. Để xác định công thức tốt nhất, robot đã phân tích dữ liệu bằng các thuật toán học máy và mô hình lý thuyết. Kết quả, nó đã tạo ra và thử nghiệm 243 chất xúc tác khả thi.

Yi Luo, đồng tác giả và là nhà nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc, cho biết: “Trên Trái đất chúng ta không dùng sáu nguyên tố này bởi vì có nhiều lựa chọn hơn. Sáu nguyên tố này không phải những thứ phù hợp nhất để tạo chất xúc tác, và nó hạn chế hiệu quả, nhưng trên sao Hỏa thì chỉ có thế thôi”.

Với chất xúc tác đã chọn, robotcó thể tạo ra oxy từ các vật liệu trên sao Hỏa ở nhiệt độ khoảng -37 độ C, cho thấy phản ứng hóa học có thể diễn ra trên bề mặt sao Hỏa lạnh giá.

Điều đáng chú ý là A.I. Chemist có thể thực hiện toàn bộ quy trình – phân tích mẫu đá, xác định chất xúc tác phù hợp nhất và tạo ra nó – mà không cần con người nhúng tay vào.

Các nhà nghiên cứu khác cũng đã thành công trong việc tạo ra lượng nhỏ khí oxy hít thở được trên bề mặt sao Hỏa. Một công cụ có kích cỡ bằng hộp cơm trên xe tự hành Perseverance của NASA, tên gọi MOXIE, đã tạo ra oxy với tốc độ 6 gr/h trong các thử nghiệm vào năm 2021 – tương đương với một cái cây nhỏ. Thiết bị này hoạt động bằng cách nén và làm nóng khí cacbonic trong khí quyển sao Hỏa.

Michael Hecht, nghiên cứu viên chính trong thử nghiệm trên tàu tự hành Perseverance, cho biết, dùng phiên bản có quy mô lớn hơn của hệ thống MOXIE để tạo ra oxy trên sao Hỏa còn dễ dàng hơn dùng A.I. Chemist.

Giờ đây, nhóm tác giả của A.I. Chemist sẽ phải xem xét liệu robot của họ có thể hoạt động trong môi trường sao Hỏa hay không, bởi “thành phần khí quyển, mật độ khí, độ ẩm, trọng lực, v.v. đều rất khác so với trên Trái đất”, theo Jiang.

Nghiên cứu được đăng trên tạp chí Nature Synthesis.