علماء الروبوت .. يسرعون الاكتشافات العلمية آلاف المرات!
أتمتة الباحث
قال د. بنجامين برجر ، منشئ ومبرمج الروبوت: “كان التحدي الأكبر هو جعل النظام قويًا. للعمل بشكل مستقل لأيام ، مع الآلاف من المعالجات الدقيقة ، يجب أن يكون لكل مهمة معدل فشل منخفض جدًا ، ولكن بمجرد القيام بذلك ، والروبوت ارتكبت أخطاء أقل بكثير “. العنصر البشري.
وأضاف البروفيسور أندرو كوبر ، من قسم الكيمياء ومصنع ابتكار المواد بجامعة ليفربول ، والذي قاد المشروع: “تتمثل استراتيجيتنا في أتمتة الباحثين بدلاً من الأدوات. وهذا يخلق مستوى من المرونة من شأنه أن يغير طريقة عملنا و الطريقة التي نعمل بها المشاكل التي يمكن حلها هذه ليست مجرد آلة أخرى في المختبر: إنها أحدث إضافة لفريق لديه قوى خارقة ، وهي تمنح الباحثين البشر الوقت للتفكير بشكل إبداعي.
البحث عن محفزات جديدة
عالم الروبوت هو الأول من نوعه ، ذكي ومتحرك ، قادر على العمل على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع وإجراء التجارب من تلقاء نفسه. إنه ذو أبعاد بشرية ، ويعمل في مختبر قياسي ، ويستخدم أدوات مشابهة جدًا للباحث البشري. على عكس البشر ، يتمتع الروبوت الذي يبلغ وزنه 400 كجم بصبر لانهائي ، ويمكنه التفكير في 10 أبعاد ، ويعمل 21.5 ساعة في اليوم ، ويتوقف فقط لإعادة الشحن.
اكتشف عالم الروبوت الذي يقرر بنفسه التجارب الكيميائية التي سيجري إجراؤها بعد ذلك محفزًا جديدًا.
ظهرت صورته على غلاف مجلة Nature ، بتكنولوجيا جديدة يمكنها حل مشاكل الحجم والتعقيد التي لا نفهمها حاليًا.
على سبيل المثال ، يمكن للروبوتات المستقلة البحث عن كميات كبيرة من المواد الكيميائية غير المستكشفة للعثور على مواد لإنتاج الطاقة النظيفة أو تركيبات الأدوية الجديدة.
تم استخدام الروبوتات في الأبحاث الكيميائية من قبل ، لكنها عادة ما تكون مرتبطة بتجارب محددة. يتجول الروبوت المحمول الذي يبلغ ارتفاعه 1.75 مترًا في المختبر ، ويقوم بمجموعة متنوعة من المهام المختلفة.
بفضل نسبه المثالية ، يمكن للروبوت العمل مع الأجهزة المصممة للتشغيل البشري ، باستخدام مزيج من المسح بالليزر واللمس لتحديد الموضع ، بدلاً من أنظمة الرؤية.
في المثال الأول ، الذي نُشر في دورية Nature ، أجرى الروبوت 688 تجربة على مدار 8 أيام ، وأجرى 172 مرة على مدار 192 ساعة ، وأجرى 319 مناورة ، وأكمل 6500 مناورة لمسافة إجمالية قدرها 2.17 كيلومترًا.
يقوم الروبوت بشكل مستقل بتنفيذ جميع المهام في التجربة ، مثل وزن المواد الصلبة ، وتوزيع السوائل ، وإزالة الهواء من الحاويات ، وتشغيل التفاعلات التحفيزية وتحديد نواتج التفاعل.
يستخدم دماغ الروبوت خوارزمية بحث للتنقل في فضاء 10 أبعاد يضم أكثر من 98 مليون تجربة مرشح ويقرر أفضل تجربة يمكن إجراؤها بعد ذلك بناءً على نتائج التجارب السابقة. من خلال القيام بذلك ، اكتشف الروبوت العالم بشكل مستقل بمحفزات أكثر نشاطًا بستة أضعاف دون أي توجيه إضافي من فريق البحث.
يجري باحث الروبوتات حاليًا سلسلة من الاختبارات للعثور على محفز يمكنه تسريع التفاعلات داخل الخلايا الشمسية.
الاستجابة للوباء
قال بنجامين بيرغر ، أحد مطوري أبحاث الروبوتات: “إنه يعمل بشكل مستقل تمامًا ، لذا يمكنني التجربة بسهولة في المنزل”. وقال لبي بي سي: “المختبرات الأخرى التي تعمل في مجال أبحاث مكافحة فيروس كورونا مهتمة جدًا بنا كباحث آلي”.
قال البروفيسور آندي كوبر – عالم المواد الذي وضع باحثين آليين للعمل داخل مختبرات الجامعة – إنه يمكن استخدامه لمواجهة وباء كورونا المستجد.
يحدد تقرير حديث صادر عن الجمعية الملكية للكيمياء استراتيجية بحث وطنية جديدة لعواقب وباء كورونا المستجد ، باستخدام الروبوتات وتقنيات الذكاء الاصطناعي والحوسبة المتقدمة كجزء من مجموعة من التقنيات التي ينبغي استخدامها واستخدامها. الاعتماد بشدة على مساعدة العلماء على الامتثال لمعايير التباعد. تواصل المجتمعات البحث عن حلول للتحديات العالمية الحالية والناشئة.
قال البروفيسور آندي كوبر: “سواء كان الأمر يتعلق بـ COVID-19 أو تغير المناخ العالمي ، فهناك الكثير من القضايا التي تتطلب حقًا تعاونًا دوليًا. لذا فإن رؤيتنا للمرحلة التالية تتمحور حول جعل العديد من هذه الروبوتات تتحدث مع بعضها البعض على مستوى عالمي. scale. “” خادم مركزي موحد يمكن وضعه في أي مكان. لم نصل إلى هناك بعد – ولكنه مثال مبكر لما نريد القيام به في المستقبل.