Des scientifiques chinois ont développé un robot chimiste alimenté par l’intelligence artificielle (IA) capable d’extraire de l’oxygène de l’eau martienne sans intervention humaine. Cette innovation sera cruciale pour la survie potentielle des humains sur Mars, car elle permettra de synthétiser des ressources vitales à partir de matériaux locaux.
Le problème de l’oxygène sur Mars
Sur Terre, l’oxygène est abondant dans l’atmosphère, ce qui permet aux êtres vivants de respirer. Cependant, sur Mars, l’air est composé principalement de dioxyde de carbone et il y a très peu d’oxygène disponible.
Pour survivre sur la planète rouge, les futurs colons humains devront ainsi produire de l’oxygène sur place. Cela leur permettra de respirer, mais aussi de créer des conditions propices à d’autres activités humaines comme la combustion de carburant pour l’énergie et les déplacements. La capacité de créer des produits chimiques essentiels sur Mars est donc cruciale pour rendre possible une colonisation humaine durable de la planète rouge.
À cette fin, des scientifiques chinois ont récemment développé un « robot chimiste » intelligent. Ce petit rover utilise l’intelligence artificielle pour automatiser l’ensemble du processus, du traitement des minéraux martiens à la création de catalyseurs (substances qui accélèrent les réactions chimiques) pour extraire l’oxygène. Autrement dit, tout cela se fait sans intervention humaine.
Comment ce robot chimiste opère-t-il ?
Le processus commence par le placement d’échantillons de météores dans une petite installation où ils sont analysés. Le robot prétraite par la suite le minerai en éliminant les impuretés et les matériaux indésirables. En utilisant les composants du météore, il crée ensuite un catalyseur grâce à un processus appelé synthèse catalytique, suivi de tests de performance électrochimique.
La complexité réside ici dans la variabilité des catalyseurs possibles. C’est là que l’IA intervient. Le module informatique à bord du robot, surnommé « le cerveau informatique », utilise en effet des algorithmes d’apprentissage automatique et des modèles théoriques pour analyser les données expérimentales acquises par le robot et les données de simulation massives.
Le robot envoie alors les données expérimentales à un serveur cloud où le cerveau informatique utilise l’apprentissage automatique pour effectuer des milliers de simulations afin de déterminer la meilleure façon de générer de l’oxygène. Les données alimentent un modèle de réseau neuronal qui est continuellement optimisé avec de nouvelles données expérimentales. L’algorithme identifie ainsi la combinaison optimale de matériaux pour synthétiser le meilleur catalyseur qui est ensuite validé par le robot chimiste.
Appliquer le catalyseur
Lors de la dernière étape du processus, le catalyseur optimisé synthétisé par le robot est utilisé pour extraire de l’oxygène des matériaux martien grâce à une électrode. Plus concrètement, lorsque le robot applique stratégiquement l' »encre catalytique » optimisée sur le météore, il dépose en réalité le catalyseur qui est une substance spéciale permettant de faciliter la réaction chimique nécessaire pour extraire de l’oxygène des matériaux martiens.
Imaginons cela comme un processus similaire à celui de l’impression d’une image sur une feuille de papier à l’aide d’une imprimante. Dans ce cas, le papier est représenté par le météore martien et l' »encre catalytique » est le catalyseur. L’utilisation de l’électrode dans cette étape est comme le mécanisme d’impression de l’imprimante, facilitant la transformation des composants du météore en oxygène.
Outre l’extraction automatisée et contrôlée d’oxygène, les chercheurs estiment que ce système pourrait un jour être utilisé pour fabriquer d’autres produits chimiques et composés, ouvrant la voie à une utilisation polyvalente de cette technologie sur la planète rouge pour la survie humaine dans le cadre d’une exploration ou d’une colonisation.
Les détails de ces travaux sont publiés dans Nature.
