实现人工智能和机器人实验之间的闭环

NIMS-OS 中的过程和每个 Python 脚本的角色

软件将极大地帮助寻找创新材料，这些软件可以提出新的实验可能性，也可以控制检查它们的机器人系统。

人工智能(AI)和机器人实验系统在日本国家材料科学研究所(NIMS)的开创性概念验证工作中结合在一起。研究人员在《先进材料科学与技术:方法》杂志上描述了他们的“闭环”自动化软件的开发和演示。

NIMS材料基础研究中心的物理学家和软件工程师Ryo Tamura说:“我们工作的总体目标是允许探索材料科学的实验被设计出来，然后自动进行，没有人为干预。”人工智能首先完成通常由人类完成的信息收集和实验设计任务，然后控制可以执行所需物理任务的机器人系统。

该团队展示了他们的系统的潜力，用它来识别适合于调节锂金属电池中离子运动的电解质。

该软件被称为NIMS编排系统(NIMS- os)，包含两种基本类型的模块。第一个使用人工智能算法来探索材料属性的存档数据。它选择有前途的材料，并提出实验程序，使它们能够达到预期的目标。第二类模块生成控制机器人系统所需的指令，机器人系统将指令付诸实践。

为了使整个过程尽可能容易地为广泛的研究人员使用，该团队还设计了一个易于使用的图形用户界面来控制它。

Tamura说:“通过NIMS-OS，机器人系统的初步工作结果可以反馈给控制它的人工智能算法，通过几个周期的测试和改进。”

在概念验证任务中，NIMS-OS探索了使锂金属电池中电极性能最大化的电解质的选择，利用机器人组装到电化学电池中的系统，并进行充放电循环来分析其性能。结果清楚地确定了更好的电解质组成，并表明目前广泛使用的电解质还有改进的空间。

Tamura说:“我们的NIMS-OS现在作为开源软件在广泛使用的GitHub网站上公开提供。“我们现在计划进一步开发它，使其能够与许多不同类型的机器人实验系统一起工作。”