RobotLab
Zelforganiserend RobotLab voor chemie
Robotica en kunstmatige intelligentie hebben nieuwe vensters geopend voor onderzoek in de chemie met mogelijkheden die niet mogelijk waren met de traditionele manier van chemische experimenten. Deze aanpak vereist automatisering en robotisering die het aantal experimenten exponentieel zal verhogen en wetenschappelijk en commercieel gedreven onderzoek zal versnellen. De volledig geautomatiseerde high-throughput zal ‘Big Data’ genereren in grote databanken voor analyse en interpretatie door kunstmatige intelligentie. Deze aanpak zal worden gebruikt om de formulering van complexe kunstmengsels tot een op wetenschap gebaseerde technologie te verheffen.
Infrastructuur en gebruikersdiensten
De hardware bestaat uit een reeks robotsystemen voor de behandeling van vloeistoffen en vaste stoffen, die 10.000 monsters per week kunnen verwerken, en robots voor (peptide)synthese. Deze robotsystemen zijn geïntegreerd met volledig geautomatiseerde analytische apparatuur, waaronder (confocale) microscopie, massaspectrometrie, HPLC en LC-MS.
Deze robotsystemen vormen ‘zelfrijdende’ modules die in staat zijn om een reeks gespecialiseerde, goed gedefinieerde onderzoeksprojecten autonoom uit te voeren met behulp van geavanceerde gegevensverwerking en kunstmatige intelligentie (AI) om nieuwe experimenten te ontwerpen op basis van de resultaten van eerdere experimenten.
De faciliteit zal gegevens verzamelen over een breed scala aan chemische systemen, geproduceerd en geanalyseerd door de AI-gestuurde modules, met als doel het trainen met behulp van machine learning en deep learning modellen.
De faciliteit staat open voor gebruikers uit de academische wereld en de industrie. De zelfsturende modules worden bediend door personeel van de faciliteit. Indien nodig zal de faciliteit gebruikers helpen bij het ontwerpen van experimenten en het configureren van nieuwe zelfrijdende modules.
Voorbeelden/beschrijving van het type onderzoek
De complexiteit van chemie ligt in de interacties die ontstaan in mengsels van moleculen. Deze interacties maken het onmogelijk om de eigenschappen van mengsels te voorspellen, waarbij een mengsel zo eenvoudig kan zijn als twee oppervlakteactieve stoffen die de oppervlaktespanning van water verlagen, en zo complex als een medicijnmolecuul dat door het menselijk lichaam reist naar zijn doelwit. De Robotlab-faciliteit zal zelfrijdende modules leveren die mengsels van elke gewenste complexiteit formuleren en hun fysische en/of chemische eigenschappen bestuderen. De onderzoeksactiviteiten zullen zich richten op de eigenschappen van polymeren, oppervlakteactieve stoffen, schuimen en emulgatoren, (zelfherstellende) verven, geurstoffen, voedingsmiddelen, biogebaseerde materialen en duurzame/milieuvriendelijke productieprocessen.
Het geavanceerde, door AI aangestuurde en volledig geautomatiseerde RobotLab met hoge doorvoercapaciteit zal de ontwikkeling van nieuwe producten versnellen en daarmee zorgen voor snellere en efficiëntere (en dus goedkopere) productieprocessen voor de industrie.
Hoe krijg je toegang tot de infrastructuur?
Fysieke toegang verwijst naar de hardware van RobotLab voor high-throughput-experimenten. Virtuele digitale toegang verwijst naar de database met eigenschappen van complexe moleculen en mengsels van moleculen. We zullen onderzoeken of virtuele toegang tot RobotLab-hardware mogelijk kan worden gemaakt (d.w.z. dat gebruikers robots op afstand kunnen bedienen). Externe gebruikers kunnen toegang krijgen tot de database. Er zullen verschillende toegangswijzen en functionaliteiten worden aangeboden, die rechtstreeks verband houden met het abonnementsgeld dat externe gebruikers zullen betalen.
Toegang tot de experimentele RobotLab-faciliteit is gebaseerd op:
- Uitmuntendheid voor academische onderzoeksgroepen
- Beschikbare tijdslots voor de industrie