Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Health

Bagaimana otomatisasi dapat merevolusi penelitian material – ScienceDaily


Inti dari banyak terobosan ilmiah masa lalu terletak pada penemuan materi baru. Namun, siklus sintesis, pengujian, dan pengoptimalan materi baru secara rutin membutuhkan kerja keras para ilmuwan selama berjam-jam. Karena itu, banyak bahan yang berpotensi berguna dengan sifat eksotis tetap belum ditemukan. Tapi bagaimana jika kita bisa mengotomatiskan seluruh proses pengembangan material baru menggunakan robotika dan kecerdasan buatan, membuatnya lebih cepat?

Dalam studi terbaru yang diterbitkan di Bahan APL, ilmuwan dari Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech), Jepang, dipimpin oleh Associate Professor Ryota Shimizu dan Profesor Taro Hitosugi, merancang strategi yang dapat membuat penelitian material otonom menjadi kenyataan. Pekerjaan mereka berpusat di sekitar gagasan revolusioner tentang peralatan laboratorium yang ‘CASH’ (Terhubung, Otonom, Bersama, Throughput tinggi). Dengan pengaturan CASH di laboratorium material, peneliti hanya perlu memutuskan sifat material mana yang ingin mereka optimalkan dan memberi makan sistem bahan-bahan yang diperlukan; sistem otomatis kemudian mengambil kendali dan berulang kali mempersiapkan dan menguji senyawa baru sampai senyawa terbaik ditemukan. Dengan menggunakan algoritma pembelajaran mesin, sistem dapat menggunakan pengetahuan sebelumnya untuk memutuskan bagaimana kondisi sintesis harus diubah untuk mendekati hasil yang diinginkan di setiap siklus.

Untuk mendemonstrasikan bahwa CASH adalah strategi yang layak dalam penelitian material solid-state, Associate Prof Shimizu dan tim menciptakan sistem bukti-konsep yang terdiri dari lengan robot yang dikelilingi oleh beberapa modul. Setup mereka diarahkan untuk meminimalkan hambatan listrik dari film tipis titanium dioksida dengan menyesuaikan kondisi pengendapan. Oleh karena itu, modul adalah alat deposisi sputter dan alat untuk mengukur resistansi. Lengan robotik mentransfer sampel dari modul ke modul sesuai kebutuhan, dan sistem secara otonom memprediksi parameter sintesis untuk iterasi berikutnya berdasarkan data sebelumnya. Untuk prediksi, mereka menggunakan algoritma optimasi Bayesian.

Hebatnya, pengaturan CASH mereka berhasil menghasilkan dan menguji sekitar dua belas sampel per hari, peningkatan sepuluh kali lipat dalam throughput dibandingkan dengan apa yang dapat dicapai para ilmuwan secara manual di laboratorium konvensional. Selain peningkatan kecepatan yang signifikan ini, salah satu keuntungan utama dari strategi CASH adalah kemungkinan untuk membuat database bersama yang sangat besar yang menjelaskan bagaimana properti material bervariasi sesuai dengan kondisi sintesis. Dalam hal ini, Prof Hitosugi berkomentar: “Saat ini, database zat dan propertinya tetap tidak lengkap. Dengan pendekatan CASH, kita dapat dengan mudah menyelesaikannya dan kemudian menemukan properti material yang tersembunyi, yang mengarah pada penemuan hukum baru fisika dan menghasilkan wawasan melalui analisis statistik. “

Tim peneliti percaya bahwa pendekatan CASH akan membawa revolusi dalam ilmu material. Database yang dihasilkan dengan cepat dan mudah oleh sistem CASH akan digabungkan menjadi big data dan ilmuwan akan menggunakan algoritme canggih untuk memprosesnya dan mengekstrak ekspresi yang dapat dipahami manusia. Namun, seperti yang dicatat Prof Hitosugi, pembelajaran mesin dan robotika saja tidak dapat menemukan wawasan atau menemukan konsep dalam fisika dan kimia. “Pelatihan ilmuwan material masa depan harus berevolusi; mereka perlu memahami pembelajaran mesin apa yang dapat memecahkan dan mengatur masalah sesuai. Kekuatan peneliti manusia terletak pada menciptakan konsep atau mengidentifikasi masalah dalam masyarakat. Menggabungkan kekuatan tersebut dengan pembelajaran mesin dan robotika adalah sangat penting, “katanya.

Secara keseluruhan, artikel perspektif ini menyoroti manfaat luar biasa yang dapat diberikan otomasi bagi ilmu material. Jika beban tugas yang berulang-ulang diangkat dari pundak para peneliti, mereka akan dapat lebih fokus untuk mengungkap rahasia dunia material untuk kepentingan umat manusia.

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Institut Teknologi Tokyo. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : lagu Togel