文章核心观点 - 美国芝加哥大学团队开发出一套自驱动实验系统 该系统结合机器人自动化与机器学习算法 可自主完成材料合成与优化的全流程 无需人工持续干预 [1] - 该系统在硬质材料合成领域展现出巨大潜力 并有望最终拓展至复杂的量子材料制备 预示一种全新的制造模式问世 [1] 技术原理与构成 - 系统聚焦于物理气相沉积技术 通过加热金属使其蒸发并在基底表面凝结形成超薄薄膜 [2] - 团队从零搭建完整机器人系统 可自动完成PVD全部步骤 包括样品处理 薄膜制备和性能检测 [2] - 系统结合专用机器学习算法 可根据输入的性能指标自主规划实验路径并动态调整后续条件 [2] - 为应对随机扰动 系统在每次新实验开始时先制备极薄的校准层 以提升预测准确性 [2] 系统性能验证 - 为验证性能 团队设定制备具有特定光学特性银膜的目标 银因结构简单被选为理想测试对象 [3] - 自驱动系统平均仅用2.3次实验即达成目标 在数十次连续运行中全面探索了不同工艺条件的影响 [3] - 系统完成的工作量相当于人类团队耗时数周才能完成 [3] 成本优势 - 整套装置成本比此前商业实验室开发的同类自动化系统便宜一个数量级 [4]