Wyobraź sobie laboratorium, w którym roboty niestrudzenie przeprowadzają eksperymenty, uwalniając naukowców, aby mogli skupić się na przełomowych pomysłach. Ta wizja jest teraz bliższa rzeczywistości dzięki nowemu laboratorium cyfrowemu, czyli dLab, opracowanemu przez naukowców z Uniwersytetu Tokijskiego i ich współpracowników. Ten innowacyjny system w pełni automatyzuje syntezę materiałów i ocenę próbek cienkowarstwowych.
DLab, zaprezentowany w Japonii w 2024 roku, stanowi znaczący skok w nauce o materiałach opartej na danych i robotach. Profesor Taro Hitosugi z Graduate School of Science Uniwersytetu Tokijskiego stwierdził: „Dziś laboratoria to nie tylko miejsca, w których znajdują się instrumenty eksperymentalne, ale raczej fabryki produkujące materiały i dane, w których sprzęt eksperymentalny działa jako system”. System autonomicznie syntetyzuje próbki cienkowarstwowe i mierzy ich właściwości materiałowe.
DLab składa się z połączonych ze sobą urządzeń do badań materiałów stałych. Roboty zbierają dane eksperymentalne, w tym procesy syntezy i właściwości fizyczne. Obejmuje to pomiary mikrostruktur powierzchni, wzorów dyfrakcji rentgenowskiej, widm Ramana, przewodnictwa elektrycznego i przepuszczalności optycznej.
System integruje instrumenty eksperymentalne do automatycznej syntezy i pomiarów materiałów. Dane są wyprowadzane w standardowym formacie XML o nazwie MaiML i gromadzone w bazie danych opartej na chmurze. Umożliwia to wydajną analizę i wykorzystanie danych.
Zespół zademonstrował autonomiczną syntezę cienkich warstw elektrod dodatnich litowo-jonowych i ich ocenę strukturalną. Pokazuje to potencjał przyspieszenia odkrywania nowych materiałów do akumulatorów i innych zastosowań. Naukowcy dążą do ulepszenia systemu poprzez standaryzację oprogramowania do orkiestracji i planowania.
Współpracujący badacz Kazunori Nishio podkreślił cel: „Dążymy do digitalizacji środowiska badawczo-rozwojowego, wspierania naukowców, którzy potrafią wykorzystywać te technologie, oraz ułatwiania udostępniania i wykorzystywania danych”. To środowisko w pełni wykorzysta kreatywność naukowców.