Tokyo Üniversitesi'nden bir araştırma ekibi, malzeme bilimi araştırmalarının yürütülme şeklinde paradigma değişimi yaratan yenilikçi bir dijital laboratuvar sistemi geliştirdi.
dLab sistemi, Digital Discovery dergisinde yayımlanan yakın tarihli bir makalede ayrıntılı olarak anlatılıyor. Fiziksel olarak birbirine bağlı modüler deneysel cihazlardan oluşan bu sistem, malzeme sentezinden kapsamlı özellik ölçümlerine kadar tam otomasyon sağlıyor. Bu entegrasyon sayesinde araştırmacılar, tekrarlayan deneysel görevleri makine öğrenimi algoritmalarıyla kontrol edilen robotik sistemlere devredebiliyor.
"Sistemin, bir araştırmacı tarafından belirlenen ince film bir malzemeyi otonom olarak sentezleyebildiğini gösterdik," diyor Tokyo Üniversitesi Fen Fakültesi'nden Profesör Taro Hitosugi. Ekibi, lityum iyon pozitif elektrot ince filmlerinin otonom sentezini ve bunların X-ışını kırınımı desen ölçümleriyle yapısal değerlendirmesini başarıyla gerçekleştirdi.
dLab mimarisi iki ana sistemden oluşuyor: Biri, otomatik malzeme sentezi ve ölçümler için deneysel cihazları entegre ediyor; diğeri ise veri toplama ve analizini yönetiyor. Her ölçüm cihazı, MaiML (Measurement Analysis Instrument Markup Language) adı verilen standartlaştırılmış bir XML formatında veri üretiyor. Bu format, Japonya Analitik Cihaz Üreticileri Birliği ve Ekonomi, Ticaret ve Sanayi Bakanlığı'nın iş birliğiyle 2024 yılında Japon Endüstri Standardı olarak tescil edildi.
Bu standardizasyon, örnek tutucular ve veri toplama için birleşik formatlar oluşturarak malzeme araştırmalarındaki kritik bir darboğazı ortadan kaldırıyor. "Günümüzde laboratuvarlar artık sadece deneysel cihazların bulunduğu yerler değil, aynı zamanda malzeme ve veri üreten fabrikalar; deneysel ekipmanlar ise bir sistem olarak çalışıyor," diye belirtiyor Profesör Hitosugi.
Geleceğe yönelik olarak ekip, birden fazla örnek için görev yönetimini daha verimli hale getirmek amacıyla orkestrasyon yazılımı ve zamanlamanın standartlaştırılması üzerinde çalışmayı planlıyor. Tokyo Bilim Enstitüsü'nden özel atamalı doçent ve başyazar Kazunori Nishio, "Araştırma ve geliştirme ortamını dijitalleştirmeyi, bu teknolojileri kullanabilen araştırmacılar yetiştirmeyi ve veri paylaşımı ile kullanımını kolaylaştırmayı hedefliyoruz," diyor. "Bu ortam, araştırmacıların yaratıcılığını tam anlamıyla ortaya çıkaracak."