Imagine un laboratorio donde robots realizan experimentos incansablemente, liberando a los investigadores para que se concentren en ideas innovadoras. Esa visión ahora está más cerca de la realidad gracias a un nuevo laboratorio digital, o dLab, desarrollado por investigadores de la Universidad de Tokio y sus colaboradores. Este innovador sistema automatiza completamente la síntesis de materiales y la evaluación de muestras de película delgada.
El dLab, presentado en Japón en 2024, representa un avance significativo en la ciencia de los materiales impulsada por datos y robots. El profesor Taro Hitosugi de la Escuela de Posgrado de Ciencias de la Universidad de Tokio declaró: "Hoy en día, los laboratorios no son simplemente los lugares para albergar instrumentos experimentales, sino más bien las fábricas para producir materiales y datos, donde los equipos experimentales operan como un sistema". El sistema sintetiza de forma autónoma muestras de película delgada y mide sus propiedades materiales.
El dLab consta de aparatos interconectados para la investigación de materiales sólidos. Los robots recopilan datos experimentales, incluidos los procesos de síntesis y las propiedades físicas. Esto incluye mediciones de microestructuras superficiales, patrones de difracción de rayos X, espectros Raman, conductividad eléctrica y transmitancia óptica.
El sistema integra instrumentos experimentales para la síntesis y las mediciones automatizadas de materiales. Los datos se generan en un formato XML estandarizado llamado MaiML y se recopilan en una base de datos basada en la nube. Esto permite un análisis y una utilización eficientes de los datos.
El equipo demostró la síntesis autónoma de películas delgadas de electrodos positivos de iones de litio y su evaluación estructural. Esto muestra el potencial para acelerar el descubrimiento de nuevos materiales para baterías y otras aplicaciones. Los investigadores pretenden mejorar el sistema estandarizando el software de orquestación y la programación.
El investigador colaborador Kazunori Nishio enfatizó el objetivo: "Nuestro objetivo es digitalizar el entorno de investigación y desarrollo, fomentar a los investigadores que puedan utilizar estas tecnologías y facilitar el intercambio y la utilización de datos". Este entorno aprovechará al máximo la creatividad de los investigadores.