美国空军研究实验室的材料和制造部的自主研究系统或称ares，集成了机器人、人工智能和数据科学，很大程度改变了空军研究试验室的材料研究方式，无需人的干预，能够设计、实施和评估试验数据，是材料研究过程的革命。

ares是第一种用于材料开发的系统，将自主机器人、人工智能、数据科学和现场试验技术相结合，不仅能够使人们更快和更智能地知道如何做试验，而且在短期内提升科学认知。

传统材料科学研究是耗时、以人为中心的过程，利用某种个人的知识、耐心和理解进行设计、实施、分析并解释试验数据，然后做出决定。一个典型研究团队利用传统研究方法一天只能做一到两个试验。而ares一天可完成100多个试验，加速了材料发现过程。ares综合了最好的硬件试验方法和人工智能的建模与仿真技术，提出下一步做什么，使人们很快得到反馈。

ares的机器人技能在碳纳米管增长材料研究领域进行了试验，传统上该领域几乎不可控，不太了解。ares以自主模式进行了超过600次试验，采用计算机“大脑”确定试验条件以实现碳纳米管最大增长速度。每一次实施新的试验，都获得新的知识，ares使这些新知识成为未来试验设计的一部分。当增加大量试验后，结果变得更加稳定，向预测碳纳米管增长速度集中，显示人工智能系统学会生长碳纳米管，并应用科学成功的智慧。

虽然ares能够自主实施科学研究并快速产生结果，但研究人员的作用仍然相当重要。ares不能代替人，它的成功很大程度取决于人-机合作。然而，它可以使研究人员摆脱工作台上的试验工作，如仪器准备、监控和清洗，代之承担创造力的、有见解的、高级思考的工作，以便有新发现。ares未来的发展方向将是自主开发化学和物理现象。目前研究人员的任务是开发软件，包括多种不同类的人工智能软件，使我们找到针对试验问题最适合的策略。可以说，ares是一种突破性工具，改变了研究生态系统。

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