Революционен подход към лабораторната автоматизация променя начина, по който учените откриват нови материали. Изследователи от Държавния университет на Северна Каролина създадоха самоуправляваща се лаборатория, която събира поне 10 пъти повече данни от досегашните техники, значително ускорявайки процеса на откриване на материали.
Пробивът, публикуван в Nature Chemical Engineering, използва динамични поточни експерименти, при които химичните смеси непрекъснато преминават през системата и се наблюдават в реално време. Това представлява съществена промяна спрямо традиционните стационарни методи, които изискват изчакване на завършване на реакциите преди анализ.
"Вече създадохме самоуправляваща се лаборатория, която използва динамични поточни експерименти, при които химичните смеси се променят непрекъснато в системата и се наблюдават в реално време," обяснява Милад Аболхасани, професор по химическо и биомолекулярно инженерство в NC State и водещ автор на изследването. "Това е като да преминеш от единична снимка към цял филм на реакцията, докато се случва."
Системата никога не спира да работи или да характеризира проби, като улавя данни на всеки половин секунда, вместо да изчаква завършването на всеки експеримент. Тази непрекъсната работа позволява на алгоритмите за машинно обучение в лабораторията да получават значително повече висококачествени експериментални данни, което прави техните прогнози все по-точни и ускорява способностите за решаване на проблеми.
Освен скоростта, иновацията значително намалява и въздействието върху околната среда. "Като намалява броя на необходимите експерименти, системата драстично намалява използването на химикали и отпадъците, подпомагайки по-устойчиви изследователски практики," отбелязва Аболхасани. "Бъдещето на откриването на материали не е само въпрос на скорост, а и на отговорност."
Последиците за решаването на глобални предизвикателства са значителни. Самоуправляващите се лаборатории могат да позволят на учените да откриват пробивни материали за чиста енергия, нова електроника или устойчиви химикали за дни, вместо за години. При тестове динамичната поточна система е идентифицирала оптимални кандидати за материали още при първия опит след обучение, демонстрирайки своята ефективност.
Тази технология е част от по-широко движение към автономна наука, при което изкуственият интелект и роботиката ускоряват откритията 10 до 100 пъти в сравнение с традиционните методи. С развитието на тези системи се очаква те да предоставят по-бързи решения за най-належащите предизвикателства на обществото в областта на енергетиката, устойчивостта и разработването на напреднали материали.