Bayangkan sebuah laboratorium di mana robot tanpa lelah melakukan eksperimen, membebaskan para peneliti untuk fokus pada ide-ide inovatif. Visi itu kini semakin dekat dengan kenyataan berkat laboratorium digital baru, atau dLab, yang dikembangkan oleh para peneliti di Universitas Tokyo dan kolaborator mereka. Sistem inovatif ini sepenuhnya mengotomatiskan sintesis material dan evaluasi sampel film tipis.
dLab, yang diluncurkan di Jepang pada tahun 2024, mewakili lompatan signifikan dalam ilmu material berbasis data dan robot. Profesor Taro Hitosugi dari Sekolah Pascasarjana Sains Universitas Tokyo menyatakan, "Saat ini, laboratorium bukan hanya tempat untuk menampung instrumen eksperimen, tetapi lebih merupakan pabrik untuk memproduksi material dan data, di mana peralatan eksperimen beroperasi sebagai sebuah sistem." Sistem ini secara otonom mensintesis sampel film tipis dan mengukur sifat materialnya.
dLab terdiri dari peralatan yang saling berhubungan untuk penelitian material padat. Robot mengumpulkan data eksperimen, termasuk proses sintesis dan sifat fisik. Ini termasuk pengukuran mikrostruktur permukaan, pola difraksi sinar-X, spektrum Raman, konduktivitas listrik, dan transmitansi optik.
Sistem ini mengintegrasikan instrumen eksperimen untuk sintesis dan pengukuran material otomatis. Data dikeluarkan dalam format XML standar yang disebut MaiML dan dikumpulkan dalam database berbasis cloud. Hal ini memungkinkan analisis dan pemanfaatan data yang efisien.
Tim mendemonstrasikan sintesis otonom film tipis elektroda positif lithium-ion dan evaluasi strukturalnya. Ini menunjukkan potensi untuk mempercepat penemuan material baru untuk baterai dan aplikasi lainnya. Para peneliti bertujuan untuk meningkatkan sistem dengan menstandarisasi perangkat lunak orkestrasi dan penjadwalan.
Peneliti kolaborator Kazunori Nishio menekankan tujuan: "Kami bertujuan untuk mendigitalkan lingkungan penelitian dan pengembangan, membina para peneliti yang dapat memanfaatkan teknologi ini, dan memfasilitasi berbagi dan pemanfaatan data." Lingkungan ini akan sepenuhnya memanfaatkan kreativitas para peneliti.