Hệ thống này được cho là hoạt động mà không cần sự can thiệp của con người, nhờ đó giảm thiểu công sức nghiên cứu và rút ngắn thời gian khám phá vật liệu cực âm tới 93%.
Bước đột phá này thực hiện bởi các nhà nghiên cứu tại KAIST (Viện khoa học và công nghệ tiên tiến Hàn Quốc) do Giáo sư Dong-Hwa Seo ở Khoa khoa học và kỹ thuật vật liệu dẫn đầu, phối hợp với POSCO N.EX.T Hub, một bộ phận của nhà sản xuất thép POSCO (Hàn Quốc).
Nhóm nghiên cứu cho biết, việc phát triển vật liệu cực âm pin thứ cấp là quá trình tốn nhiều công sức, thời gian với các nhà nghiên cứu, vì nó liên quan đến việc khám phá sâu rộng các thành phần và biến số thử nghiệm khác nhau thông qua việc cân, vận chuyển, trộn, thiêu kết, phân tích mẫu.
Phòng thí nghiệm tự động của nhóm nghiên cứu, kết hợp hệ thống tự động với mô hình AI. Hệ thống xử lý tất cả các bước thử nghiệm, như cân, trộn, tạo viên, thiêu kết và phân tích mẫu, mà không cần sự can thiệp của con người.
Sau đó, mô hình AI sẽ diễn giải dữ liệu, học hỏi từ dữ liệu đó và lựa chọn những ứng viên tốt nhất cho thí nghiệm tiếp theo. Để tăng hiệu quả, nhóm nghiên cứu thiết kế hệ thống tự động hóa với các module riêng biệt cho từng quy trình, được quản lý bởi cánh tay robot trung tâm.
Nhóm nghiên cứu cho biết họ cũng cải thiện tốc độ tổng hợp bằng cách dùng phương pháp thiêu kết tốc độ cao mới, được cho là nhanh hơn 50 lần so với phương pháp tốc độ thấp thông thường. Điều này cho phép phòng thí nghiệm tự động thu thập dữ liệu vật liệu nhiều gấp 12 lần so với các thí nghiệm truyền thống.
Lượng dữ liệu khổng lồ thu thập sẽ được mô hình AI tự động diễn giải để trích xuất thông tin, phục vụ cho các thí nghiệm. Dữ liệu này lưu trữ có hệ thống để tạo ra cơ sở dữ liệu chất lượng cao, sau đó dùng làm dữ liệu huấn luyện cho mô hình AI tối ưu hóa. Điều này tạo ra hệ thống thí nghiệm vòng kín, đề xuất thành phần cực âm tiếp theo và các điều kiện tổng hợp cho hệ thống tự động.
Theo KAIST, việc vận hành hệ thống này 24 giờ một ngày có thể bảo mật dữ liệu thí nghiệm gấp 12 lần và rút ngắn thời gian khám phá vật liệu tới 93%. Đối với một dự án cần 500 thí nghiệm, hệ thống có thể hoàn thành công việc trong khoảng 6 ngày, trong khi phương pháp truyền thống do các nhà nghiên cứu dẫn dắt sẽ mất 84 ngày.
Trong quá trình phát triển, nhóm POSCO Holdings quản lý việc lập kế hoạch tổng thể cho dự án, xem xét thiết kế nền tảng, đồng phát triển thiết kế một phần module và mô hình thử nghiệm dựa trên AI. Nhóm KAIST chịu trách nhiệm triển khai, vận hành hệ thống, bao gồm thiết kế nền tảng, chế tạo module, tạo thuật toán, xác minh và cải tiến hệ thống.
POSCO N.EX.T Hub có kế hoạch áp dụng phiên bản nâng cấp của phòng thí nghiệm tự động này vào các cơ sở nghiên cứu của mình sau năm 2026 để đẩy nhanh quá trình phát triển vật liệu pin thứ cấp thế hệ tiếp theo.
