Aurora電池機(jī)器人：新能源研發(fā)明日之星！
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展變化，世界能源結(jié)構(gòu)發(fā)生了深刻變化。新能源正迎來爆發(fā)式增長(zhǎng)，新能源車、動(dòng)力電池等領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)翻倍增長(zhǎng)，也成為助力低碳環(huán)保事業(yè)的關(guān)鍵力量。面對(duì)新能源行業(yè)大發(fā)展，助推行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步、研發(fā)創(chuàng)新，可謂迫在眉睫。
事實(shí)上，在電池研究和創(chuàng)新周期中，很多任務(wù)卻仍要依靠人力，只有很小一部分可通過自動(dòng)化完成。中間工藝步驟依賴于人力的同時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更是與研究人員的技能水平息息相關(guān)，使可重復(fù)性大打折扣。實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化方案的專家瑞士 Chemspeed 公司和瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)研究院（EMPA）便以改革電池研發(fā)效率為目標(biāo)，開發(fā)了 Aurora 電池機(jī)器人。
解放人力，精準(zhǔn)執(zhí)行重復(fù)性任務(wù)
EMPA 的實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人 Corsin Battaglia 強(qiáng)調(diào)：“世界亟需新型能源存儲(chǔ)技術(shù)，但發(fā)展全新的電池概念、探討其潛能十分耗時(shí)，EMPA 希望能加速這個(gè)過程，Aurora 機(jī)器人平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生，它將接管實(shí)驗(yàn)室電池的全自動(dòng)化研發(fā)過程，并在未來全面實(shí)現(xiàn)電池自主材料的選擇、組裝與分析等過程?！?strong>Aurora 平臺(tái)通過將多個(gè)模塊組合，形成自動(dòng)化的閉環(huán)序列，擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化，使實(shí)驗(yàn)人員從重復(fù)性任務(wù)中解放出來，為創(chuàng)造性任務(wù)提供更多時(shí)間。
Aurora 電池機(jī)器人集成于氬氣手套箱中，每批次可組裝 32 個(gè)紐扣電池，并配有單獨(dú)的預(yù)制電極組。陽(yáng)極/陰極容量平衡對(duì)于電池循環(huán)穩(wěn)定性至關(guān)重要， Aurora 平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化稱量過程，使其精度可達(dá)到 0.01 mg。Aurora 平臺(tái)可用多達(dá) 8 種不同的液體成分配制多達(dá) 32 種不同的液體電解質(zhì)，使用 Chemspeed 專利的頂置式稱重加樣技術(shù)，以 1 mg 的精度對(duì)高粘度液體進(jìn)行質(zhì)量分配，避免容易出錯(cuò)的基于密度和體積的分配過程。
然后，電池組在 128 通道恒電位儀上進(jìn)行性能測(cè)試，該恒電位儀與 Aurora 項(xiàng)目中開發(fā)的開源 Python 包連接。對(duì)于具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的電池研發(fā)，創(chuàng)新過程中耗時(shí)且容易出錯(cuò)的步驟實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，這不僅能快速測(cè)試科學(xué)假設(shè)和驗(yàn)證物理模型，更能減少了人為錯(cuò)誤、提高可重復(fù)性。
加速研究，助力落實(shí)數(shù)字化戰(zhàn)略
實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化后，數(shù)字化戰(zhàn)略才是研發(fā)技術(shù)發(fā)展的重中之重。EMPA 的研究員 Enea Svaluto-Ferro 正在“培訓(xùn)”Aurora，他表示：“當(dāng)機(jī)器人以恒定的精度稱重、計(jì)量和組裝各個(gè)電池組件，精確地啟動(dòng)和完成充電周期并執(zhí)行其他重復(fù)步驟時(shí)，研究人員可以使用生成的數(shù)據(jù)來推動(dòng)創(chuàng)新過程向前發(fā)展?！?/p>
?圖片來源：Empa
此外，Aurora 平臺(tái)與開源的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) AiiDA 連結(jié)，是第一個(gè)與現(xiàn)有 AiiDA 系統(tǒng)耦合聯(lián)用的機(jī)器人平臺(tái)，數(shù)據(jù)最終將傳輸至蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院正在開發(fā)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) openBIS，對(duì)于電池研究來說，這意味著研發(fā)人員可以有效地監(jiān)控和評(píng)估電池開發(fā)和制造過程中的眾多流程步驟，并且可以隨時(shí)追溯數(shù)據(jù)來源。
EMPA 的實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人 Corsin Battaglia 表示：“這將使創(chuàng)新進(jìn)程進(jìn)一步加速，并為工業(yè) 4.0 提供研發(fā)領(lǐng)域全面的數(shù)字化戰(zhàn)略?！盇urora 現(xiàn)已成為歐洲研究計(jì)劃 Battery 2030+ 的一部分，并獲得了歐盟超過 1.5 億歐元的資助；同時(shí)被納入蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院（ETH）董事會(huì)“開放研究數(shù)據(jù)”（Open Research Data）計(jì)劃的一環(huán)，由此促進(jìn)研發(fā)數(shù)據(jù)的數(shù)字化及數(shù)據(jù)共享。
自主創(chuàng)新，探索未來能源形態(tài)
由于 Aurora 平臺(tái)可以獨(dú)立于材料、電池化學(xué)和發(fā)電而使用，因此它不僅可以用于改進(jìn)鋰離子電池，還可以在未來開發(fā)替代鈉離子電池或具有自修復(fù)機(jī)制的電池，“Aurora平臺(tái)與化學(xué)無相關(guān)（chemistry-agnostic），因此可以將實(shí)驗(yàn)室的原型（例如鹽水電池或固態(tài)電池）更高效、更快速地推向市場(chǎng)?！?Corsin Battaglia 說道。
圖片來源：Empa
未來，Aurora 還將學(xué)會(huì)自主工作。通過機(jī)器學(xué)習(xí)，Aurora AI 可以創(chuàng)建數(shù)學(xué)模型，并決定下一步應(yīng)進(jìn)行哪些實(shí)驗(yàn)，以及哪些材料和組件適用于所需的電池應(yīng)用，幫助找尋廉價(jià)、易獲得且不存在任何技術(shù)缺陷的新型電池材料。
涂料產(chǎn)品被廣泛地應(yīng)用于建筑、輕工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域，隨著我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，以及環(huán)保政策持續(xù)出臺(tái)，對(duì)涂料產(chǎn)品的要求持續(xù)提高。涂料產(chǎn)品極需調(diào)整及升級(jí)，以應(yīng)對(duì)日益變化的市場(chǎng)需求。力揚(yáng)冀望能為企業(yè)提供極具競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品和服務(wù)，為客戶提高研發(fā)效能，作為研發(fā)的推動(dòng)者，為企業(yè)注入源源不斷的創(chuàng)新力量，迎接市場(chǎng)的挑戰(zhàn)。
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