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麻省理工开发新机器人系统 有望加速高效太阳能电池板材料研发
2025年07月08日 17:01:24
来源：化工仪器网 点击量：4894
近日，美国麻省理工学院(MIT)团队开发出一种全新的全自动机器人系统。该系统可以承担新材料的光电导性测试工作，并且可以大幅加快对新型半导体材料的性能分析和测试速度。
机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。依据相关数据统计，2024年全球机器人技术市场规模达36570亿元，2020-2024年复合年增长率(CAGR)为16.1%。并且据推算，到2030年，全球机器人技术市场规模有望攀升至72410亿元。
而机器人技术的发展，对于科研市场的冲击尤为强烈。尤其是以黑灯实验室为代表的现代实验室模式，在全自动机器人的帮助下得以实现并逐步完善。这类实验室模式凭借高度自动化与智能化的特点，为研发效率、安全性和数据质量提供了充足的保障。
而就在近日，美国麻省理工学院(MIT)团队开发出一种全新的全自动机器人系统。该系统可以承担新材料的光电导性测试工作，并且可以大幅加快对新型半导体材料的性能分析和测试速度。
光电导性是指材料在光照射下，材料的电响应(电导率显著增大)能力，其本质是光激发导致材料内部自由载流子(如电子和空穴)浓度增加，从而改变其导电性能。而由于光电导性测量需同时控制光照强度、波长、偏振态、电场方向、温度等参数，且各参数间存在非线性耦合关系，整个过程十分依赖经验，需要人工判断数据有效性来排除干扰信号，因此整个过程十分依赖人工参与。
而此次新的机器人系统则解决了该问题。这项技术创新的将机器人技术、机器学习和材料科学知识结合起来，通过将人类专家的经验融入机器学习模型中，使机器人能自主判断探针接触材料的最佳位置，从而获得最丰富的信息。并且系统还内置了专门的路径规划算法，能快速找到在不同接触点之间移动的最优路线，显著提升测量效率。
并且，从详细测试结果来看，相比其他基于人工智能的方法，新系统找到精确的接触点的时间更快，路径规划算法效率也更高。
更重要的是，由于是机器人实施实验，因此整个实验过程理论上可以全天候进行。测试中，在完整的24小时全自动实验中，机器人完成了超过3000次独特的光电导检测，平均每次检测耗时不到30秒。并且这些数据细节丰富，能帮助人们轻松识别出材料中光电导性较高的“热点”区域，以及可能因老化或损伤导致性能下降的部分。
目前，该系统被寄予厚望，有望加速高效太阳能电池板材料研发。同时相关的开发经验也有望被应用于其他需要精密测试的领域。
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