- Konu Yazar
- #1
PoLARIS Projesi: Geleceğin Laboratuvarları 🌐
Polimerler için Yapay Zeka, Robotik, Enformatik ve Standartlar Laboratuvarı (PoLARIS) Projesi, polimer bilimini robotlar ve yapay zeka ile birleştirerek otonom deneyleri uzaktan, yeni bir bulut altyapısı üzerinden yürütmeyi hedefliyor.
Bu iddialı proje, ABD Ulusal Bilim Vakfı'ndan (NSF) alınan 20 milyon dolarlık bir hibe ile finanse ediliyor. Chicago Üniversitesi Pritzker Moleküler Mühendislik Okulu (UChicago PME), Chicago Üniversitesi Bilgisayar Bilimleri Bölümü ve Argonne Ulusal Laboratuvarı'nın ortak çalışmasıyla hayata geçiriliyor.
UChicago PME'ye göre PoLARIS, yerel tedarik zincirlerini güçlendirmeyi, yabancı malzemelere olan bağımlılığı azaltmayı ve Amerikan şirketlerinin yıllık 200 milyar doları aşan sektörlerde küresel rekabette öne çıkmasına yardımcı olmayı amaçlıyor.
Yapay Zeka Beyin, Robotlar El: Jie Xu ile Röportaj 🧠✋
Projenin liderlerinden Jie Xu, Automation World'ün sorularını yanıtladı. Xu, PoLARIS'teki rolünü ve projenin hedeflerini şöyle açıkladı:
- Rolü: UChicago Pritzker Moleküler Mühendislik Okulu'nda yardımcı doçent ve PoLARIS'in eş-baş araştırmacısı. Donanım altyapısı ve bilimsel sürücülerden birine liderlik ediyor. Robotik platformları, enstrümanları ve deneysel iş akışlarını entegre ediyor.
- Proje Tanımı: PoLARIS, polimerler ve yumuşak malzemeler için bir bulut laboratuvarı. Malzeme bilimi, yapay zeka, robotik, otomasyon ve ileri karakterizasyonu bir araya getiriyor. Amacı, araştırmacıların karmaşık deneyleri uzaktan yürütmesini sağlamak ve malzeme araştırmalarını daha hızlı, tekrarlanabilir ve daha geniş bir topluluğa erişilebilir kılmak.
Yapay Zeka ve Robotların İşbirliği 🤝
Xu, robotların ve yapay zekanın yumuşak malzeme ve polimer biliminde nasıl çalıştığını şöyle açıklıyor:
“Robotları eller ve gözler, yapay zekayı beynin bir parçası, bilim insanlarını ise bilimsel niyet ve yargıyı sağlayanlar olarak görüyorum.”
- Robotlar: Kimyasalları dağıtma, reaksiyonları yürütme, filmler yapma, numuneleri transfer etme ve ölçümler yapma gibi fiziksel işleri gerçekleştirir.
- Yapay Zeka: Hangi deneylerin yapılması gerektiğine karar verir, deneyleri planlar, gelen verileri analiz eder, eğilimleri veya belirsizlikleri belirler ve bir sonraki adımı önerir.
- Yazılım Altyapısı: Bu parçaları tek bir iş akışı olarak çalışacak şekilde birbirine bağlar.
Bilim insanları süreci denetleyebilir, kısıtlamalar getirebilir ve uzmanlıkları gerektiğinde müdahale edebilir. Bu insan-yapay zeka ortaklığı, otonomi anlayışlarının merkezinde yer alıyor.
Otonom Deneylerde Yapay Zeka ve Robotik 🔄
Xu'ya göre temel fikir, deneysel döngüyü kapatmak:
“Normalde bir araştırmacı bir deney yapar, sonuçları analiz eder, bir sonraki deneyi ne deneyeceğine karar verir ve sonra laboratuvara geri döner. Otonom bir iş akışında, bu adımların çoğu sürekli olarak gerçekleşebilir. Robotik sistem deneyi yapar ve verileri toplar, model sonuçları analiz eder ve bir sonraki koşulları önerir, ve sistem bir sonraki turu başlatır. Böylece araştırma çok daha hızlı ilerleyebilir.”
PoLARIS, Argonne'daki Nanoboyutlu Malzemeler Merkezi'ndeki yapay zeka güdümlü robotik laboratuvarı Polybot ile zaten gösterilen bu tür iş akışını genişletecek.
Geleceğin Deneyleri ve Endüstriyel Etki 🚀
PoLARIS'in yapay zekanın deneylerdeki kullanımını nasıl etkileyeceği konusunda Xu şunları belirtiyor:
“PoLARIS'in yumuşak malzemeler araştırması ve mühendisliği üzerindeki daha geniş etkisi, yapay zekayı öncelikle bir veri analiz aracı olmaktan çıkarıp, deneylerde ve bilimsel karar alma süreçlerinde aktif bir ortak haline getirmek olabilir.”
Yapay zeka, bilimsel hedefleri deneysel iş akışlarına dönüştürebilir, umut vadeden deneyleri seçebilir, beklenmedik sonuçlara yanıt verebilir, çeşitli veri kaynaklarını entegre edebilir ve deneyler ilerledikçe modellerini sürekli olarak iyileştirebilir.
Bu yaklaşım, kaplamalar, elektronik, piller, ambalaj ve ileri üretim dahil olmak üzere kimya, formülasyon ve işleme koşullarını kapsayan geniş tasarım alanlarında gezinmesi gereken birçok endüstriyi dönüştürme potansiyeline sahip.
Örnek: Elektrokomik Malzemeler 🌈
Yapay zeka, robotik ve veri altyapısının uzaktan erişilebilir bir bulut laboratuvarında nasıl birleştiğine dair bir örnek olarak elektrokomik malzemeleri gösteriyor:
Bir araştırmacı, belirli bir renk ve/veya optik anahtarlama davranışına sahip bir elektrokomik polimer arayabilir. Hedefi PoLARIS aracılığıyla tanımlayabilir. Otomatik bir sentez platformu aday polimerleri hazırlayabilir, başka bir platform ince filmler yapabilir ve bu filmler elektrokimyasal ve optik olarak test edilebilir. Deneysel veriler aynı altyapıya toplanır ve model, bir sonraki bileşimleri veya işleme koşullarını önermek için bu sonuçları kullanabilir.
Tedarik Zincirleri ve Küresel Rekabet 🌍
PoLARIS'in yerel tedarik zincirlerini nasıl güçlendireceği ve ABD şirketlerinin küresel rekabette nasıl yardımcı olacağı konusunda Xu şunları söylüyor:
“Yeni bir malzeme geliştirmek uzun zaman alabilir çünkü şirketler genellikle güvenilir bir şey bulmadan önce birçok kimya, formülasyon, işleme ve test kombinasyonunu denemek zorunda kalırlar. PoLARIS bu süreci kısaltmaya yardımcı olabilir. Şirketler, tüm bu altyapıyı kendileri kurmak ve işletmek zorunda kalmadan daha fazla olasılığı test etmek, Ar-Ge riskini azaltmak ve tutarlı veriler üretmek için paylaşılan otomatik tesisleri kullanabilirler.”
Projenin Geleceği ve Heyecanı ✨
Jie Xu'yu projede en çok heyecanlandıran şey, bu konseptin uzun zamandır var olması ve şimdi onu inşa etmek ve gerçeğe dönüştürmek için harika bir ekibin bir araya gelmesi. PoLARIS'in iddialı bilim için çalışmasını sağlamak çok heyecan verici olacak. Polybot aracılığıyla yapay zeka ve otomasyonun gerçek malzeme sorunları için neler yapabileceğini zaten gördük. PoLARIS, bunu çok daha ileriye taşımak için bir fırsat sunuyor.
