Что произойдет, когда искусственный интеллект встретится с миром исследований? Все просто: рождаются такие лаборатории, как A-Lab. Хабы, которые обещают изменить способ обучения и открытия новых материалов.
Ян Цзэн, ученый, возглавляющий A-Lab в Национальной лаборатории Лоуренса Беркли, сказал, что цель состоит в том, чтобы использовать искусственный интеллект для открытия материалов будущего. A-aLab, по сути, призвана стать моделью для лабораторий, которые максимально используют потенциал роботов и искусственного интеллекта в полностью автоматизированном и ускоренном исследовательском цикле.
Добродетельный вихрь
Основная проблема при поиске новых материалов — время, необходимое для перехода от теоретического предсказания к экспериментальной проверке.
Вот почему в игру вступят такие лаборатории, как A-Lab, способные обрабатывать в 100 раз больше образцов, чем человек-исследователь.
Цель состоит в том, чтобы найти полезные материалы для таких областей, как солнечные элементы, топливные элементы, термоэлектрика и другие экологически чистые энергетические технологии. Начиная с новых материалов для батарей и накопителей энергии.
В лабораториях будущего хореография роботов на службе науки
В A-Lab процесс синтез материалов им управляет флот роботов, работающих с идеальной синхронностью. Пример? После выбора целевого материала первый робот взвешивает и смешивает различные комбинации ингредиентов, называемых прекурсорами. Среди них оксиды металлов, таких как литий, железо, медь, марганец и никель.
Второй робот заботится о загрузке образцов в печи. Третий извлекает полученный материал и превращает его в мелкий порошок. В конце концов, четвертый робот (или робот-манипулятор) переносит образцы на устройства для анализа: например, Рентгеновский дифрактометр и автоматизированный электронный микроскоп. Инструменты отправляют результаты в систему искусственного интеллекта, которая направляет цикл исследования и адаптирует его на основе полученной новой информации.
Эта адаптивная конфигурация в лабораториях будущего позволит нам работать в постоянно меняющейся исследовательской среде. Огромная разница по сравнению с традиционными процессами автоматизации, используемыми в промышленности.
Вся система спроектирована как «замкнутый цикл», где решения принимаются без вмешательства человека, что позволяет исследователям тратить больше времени на разработку экспериментов, анализ результатов и возможное практическое применение.
Новая эра
Герд Седер, главный исследователь A-Lab, говорит, что новые автономные лаборатории станут поворотным моментом в исследованиях материалов, разорвав медленный и дорогостоящий цикл, который характеризовал этот сектор на протяжении последних 70 лет.
A-Lab — это всего лишь прародитель метода, в котором в качестве исходных ингредиентов используются неорганические порошки, что является более сложной задачей, чем автоматизация процессов, основанных на жидкостях. Однако преимуществом является возможность производить большее количество материалов и исследовать широкий спектр веществ.
Исследователи продолжат оптимизировать систему и добавлять новые функции, такие как роботы для пополнения материалов и дополнительные инструменты для анализа образцов.
Мы только в начале: после долгого планирования исследование первых материалов началось в феврале 2023 года. Перефразируя Шекспира, «будущее состоит из тех же материалов, которые появятся в этих лабораториях».
