Представьте себе лабораторию, где роботы неустанно проводят эксперименты, освобождая исследователей для сосредоточения на новаторских идеях. Это видение теперь ближе к реальности благодаря новой цифровой лаборатории, или dLab, разработанной исследователями из Токийского университета и их сотрудниками. Эта инновационная система полностью автоматизирует синтез материалов и оценку тонкопленочных образцов.
DLab, представленная в Японии в 2024 году, представляет собой значительный скачок в материаловедении, управляемом данными и роботами. Профессор Таро Хитосуги из Высшей школы наук Токийского университета заявил: «Сегодня лаборатории — это не просто места для размещения экспериментальных инструментов, а скорее фабрики по производству материалов и данных, где экспериментальное оборудование работает как система». Система автономно синтезирует тонкопленочные образцы и измеряет их материальные свойства.
DLab состоит из взаимосвязанных аппаратов для исследования твердых материалов. Роботы собирают экспериментальные данные, включая процессы синтеза и физические свойства. Это включает в себя измерения микроструктур поверхности, дифрактограмм рентгеновских лучей, спектров комбинационного рассеяния, электрической проводимости и оптического пропускания.
Система интегрирует экспериментальные инструменты для автоматизированного синтеза и измерений материалов. Данные выводятся в стандартизированном формате XML под названием MaiML и собираются в облачной базе данных. Это обеспечивает эффективный анализ и использование данных.
Команда продемонстрировала автономный синтез тонких пленок положительных электродов литий-ионных аккумуляторов и их структурную оценку. Это демонстрирует потенциал для ускорения открытия новых материалов для аккумуляторов и других применений. Исследователи стремятся улучшить систему путем стандартизации программного обеспечения для оркестровки и планирования.
Сотрудничающий исследователь Казунори Нисио подчеркнул цель: «Мы стремимся оцифровать среду исследований и разработок, воспитывать исследователей, которые могут использовать эти технологии, и облегчить обмен данными и их использование». Эта среда в полной мере использует творческий потенциал исследователей.