移居火星，是人类的梦想！然而首先要克服的，是缺乏氧气的火星环境。火星上存在水资源的可能，为利用太阳能驱动的电催化析氧反应制备氧气提供了机遇，然而，人类无法在无氧的火星环境下长期生存，在火星上就地取材创制催化剂成为一个难以逾越的屏障。

近日，中国科学技术大学罗毅、江俊、尚伟伟教授团队与深空探测实验室张哲研究员等合作，采用中国科大机器化学家“小来”系统，在两个月内就完成了普通人类化学家需要做2000年的复杂优化工作，利用火星陨石制备出了实用的产氧电催化剂。

机器化学家探索星际资源的原位利用示意图。中国科大供图

11月14日，这一具有里程碑意义的研究成果发表在国际期刊《自然·合成》上，并被编辑选为当期热点论文予以专门推荐。

如今，化学研究的对象日益复杂化、高维化，不过，传统的研究范式主要是依赖于“穷举”“试错”的手段。面对庞大的化学空间，相关化学创制中的配方和工艺的搜索常止步于局部最优，无法进行全局探索。

在中国科大的机器化学家实验室，可以看到一个体型“敦实”但动作灵活的机器人“小来”，一方面，它可以快速阅读大量科研论文和专利，“学习”前人知识和经验，另一方面，它还能够做科学计算，“思考”化学结构与性质性能之间的关系；更重要的是，它还能不知疲倦地开展科研“实践”，在化学实验室里穿梭，伸出机械手臂配制试剂、操作科研仪器、采集实验数据。“实验数据经处理后，输入到小来的计算大脑中，产生理实交融的人工智能模型，帮助科研人员优化实验方案。”江俊说。

凭借“过人本领”，它能将传统需消耗大量人力、物力、时间的化学研究效率指数级提升。

此次，“小来”通过其精准的自动化操作能力等已成功利用五种火星陨石，在无人条件下创制出一款优秀的催化剂，其具有高稳定性和高活性，能够在极端的火星环境下持续地分解水并生产氧气。

这也表明，机器化学家“小来”可以自主进行实验操作和优化，不受未知环境的限制，在人类不能胜任的极端环境下，短时间内完成大量的实验和计算任务，从数百万种可能配方中迅速找到最佳组合，大幅提升新材料、新型化学品的研发效率。

同时，该工作成功展示了在地外星系上因地制宜创制化学品的智能化全流程，为未来地外文明探索提供了新的技术手段，对我国在未来月球、火星空间站上实现星际资源的原位综合利用建立了独特的方案。 

国际审稿人评价道：“本文报道了通过机器化学家系统在火星上合成OER催化剂的令人兴奋的方法”“作为人工智能和自动化相结合的典型案例，在充满挑战的环境下设计和制造复杂材料”。（记者：刘畅司晨）