Isang pangkat ng mga mananaliksik mula sa Unibersidad ng Tokyo ang naglunsad ng isang makabagong digital laboratoryo na nagdadala ng bagong pananaw sa paraan ng pagsasagawa ng pananaliksik sa agham ng mga materyales.
Ang dLab system, na inilathala kamakailan sa journal na Digital Discovery, ay binubuo ng pisikal na magkakakonektang modular na mga instrumentong pang-eksperimento na nagbibigay-daan sa ganap na awtomasyon mula sa sintesis ng materyales hanggang sa komprehensibong pagsusukat ng mga katangian nito. Sa integrasyong ito, maaaring iatas ng mga mananaliksik ang paulit-ulit na mga gawain sa eksperimento sa mga robotic system na pinapatakbo ng mga machine learning algorithm.
"Ipinakita namin na kayang awtomatikong i-synthesize ng sistema ang isang thin-film na materyal na tinukoy ng isang mananaliksik," paliwanag ni Propesor Taro Hitosugi ng Graduate School of Science sa Unibersidad ng Tokyo. Matagumpay nilang naipakita ang awtomatikong sintesis ng lithium-ion positive-electrode thin films at ang estruktural na pagsusuri nito gamit ang X-ray diffraction pattern measurements.
Ang arkitektura ng dLab ay binubuo ng dalawang pangunahing sistema: isa na nag-iintegrate ng mga instrumentong pang-eksperimento para sa awtomatikong sintesis at pagsusukat ng mga materyales, at isa pa na nangangasiwa sa koleksyon at pagsusuri ng datos. Bawat instrumentong pangsukat ay naglalabas ng datos sa isang standardized na XML format na tinatawag na MaiML (Measurement Analysis Instrument Markup Language), na nairehistro bilang Japanese Industrial Standard noong 2024 sa pamamagitan ng pagtutulungan ng Japan Analytical Instruments Manufacturers Association at ng Ministry of Economy, Trade and Industry.
Tinutugunan ng standarisasyong ito ang isang mahalagang hadlang sa pananaliksik sa mga materyales sa pamamagitan ng pagtatatag ng pinag-isang mga format para sa mga sample holder at koleksyon ng datos. "Ngayon, ang mga laboratoryo ay hindi na lamang lugar ng mga instrumentong pang-eksperimento, kundi mga pabrika na ng paggawa ng mga materyales at datos, kung saan ang mga kagamitan ay gumagana bilang isang sistema," ayon kay Propesor Hitosugi.
Sa hinaharap, balak ng grupo na pahusayin pa ang sistema sa pamamagitan ng pag-standarisa ng orchestration software at scheduling upang mas mahusay na mapamahalaan ang mga gawain para sa maraming sample. "Layunin naming gawing digital ang kapaligiran ng pananaliksik at pag-unlad, sanayin ang mga mananaliksik na kayang gamitin ang mga teknolohiyang ito, at mapadali ang pagbabahagi at paggamit ng datos," ayon kay Kazunori Nishio, pangunahing may-akda at espesyal na itinalagang associate professor sa Institute of Science Tokyo. "Ang kapaligirang ito ay lubos na magpapalakas sa pagkamalikhain ng mga mananaliksik."