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麻省理工開發新機器人系統 有望加速高效太陽能電池板材料研發
2025年07月08日 17:01:24
來源：化工儀器網 點擊量：399
近日，美國麻省理工學院(MIT)團隊開發出一種全新的全自動機器人系統。該系統可以承擔新材料的光電導性測試工作，并且可以大幅加快對新型半導體材料的性能分析和測試速度。
機器人技術是綜合了計算機、控制論、機構學、信息和傳感技術、人工智能、仿生學等多學科而形成的高新技術，是當代研究十分活躍，應用日益廣泛的領域。依據相關數據統計，2024年全球機器人技術市場規模達36570億元，2020-2024年復合年增長率(CAGR)為16.1%。并且據推算，到2030年，全球機器人技術市場規模有望攀升至72410億元。
而機器人技術的發展，對于科研市場的沖擊尤為強烈。尤其是以黑燈實驗室為代表的現代實驗室模式，在全自動機器人的幫助下得以實現并逐步完善。這類實驗室模式憑借高度自動化與智能化的特點，為研發效率、安全性和數據質量提供了充足的保障。
而就在近日，美國麻省理工學院(MIT)團隊開發出一種全新的全自動機器人系統。該系統可以承擔新材料的光電導性測試工作，并且可以大幅加快對新型半導體材料的性能分析和測試速度。
光電導性是指材料在光照射下，材料的電響應(電導率顯著增大)能力，其本質是光激發導致材料內部自由載流子(如電子和空穴)濃度增加，從而改變其導電性能。而由于光電導性測量需同時控制光照強度、波長、偏振態、電場方向、溫度等參數，且各參數間存在非線性耦合關系，整個過程十分依賴經驗，需要人工判斷數據有效性來排除干擾信號，因此整個過程十分依賴人工參與。
而此次新的機器人系統則解決了該問題。這項技術創新的將機器人技術、機器學習和材料科學知識結合起來，通過將人類專家的經驗融入機器學習模型中，使機器人能自主判斷探針接觸材料的最佳位置，從而獲得最豐富的信息。并且系統還內置了專門的路徑規劃算法，能快速找到在不同接觸點之間移動的最優路線，顯著提升測量效率。
并且，從詳細測試結果來看，相比其他基于人工智能的方法，新系統找到精確的接觸點的時間更快，路徑規劃算法效率也更高。
更重要的是，由于是機器人實施實驗，因此整個實驗過程理論上可以全天候進行。測試中，在完整的24小時全自動實驗中，機器人完成了超過3000次獨特的光電導檢測，平均每次檢測耗時不到30秒。并且這些數據細節豐富，能幫助人們輕松識別出材料中光電導性較高的“熱點”區域，以及可能因老化或損傷導致性能下降的部分。
目前，該系統被寄予厚望，有望加速高效太陽能電池板材料研發。同時相關的開發經驗也有望被應用于其他需要精密測試的領域。
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