Onderzoekers van de Universiteit van Liverpool hebben een intelligente mobiele robotwetenschapper gebouwd die 24-7 kan werken, zelf experimenten uitvoeren.

De robotwetenschapper, de eerste in zijn soort, maakt zijn eigen beslissingen over welke scheikunde-experimenten vervolgens worden uitgevoerd, en heeft al een nieuwe katalysator ontdekt.

Het heeft humanoïde afmetingen en werkt in een standaard laboratorium, instrumenten gebruiken zoals een menselijke onderzoeker dat doet.

Echter, in tegenstelling tot een mens, deze robot van 400 kg heeft oneindig veel geduld, kan denken in 10 dimensies, en werkt elke dag 21,5 uur, alleen pauzeren om de batterij op te laden.

Gerapporteerd in het journaal Natuur en staat op de voorpagina, deze nieuwe technologie zou problemen van een omvang en complexiteit kunnen aanpakken die momenteel buiten ons bereik liggen. Bijvoorbeeld, autonome robots kunnen materialen vinden voor de productie van schone energie of nieuwe medicijnformuleringen door enorme, onontgonnen chemische ruimtes.

Robots zijn al eerder gebruikt in chemisch onderzoek, maar ze zijn meestal vastgebonden aan een specifiek experiment. Deze 1,75 meter hoge robot is mobiel en kan door het laboratorium zwerven, het uitvoeren van een breed scala aan verschillende taken.

Het kan werken met apparatuur die is ontworpen voor menselijke bediening vanwege de mensachtige afmetingen en het fysieke bereik. Het maakt gebruik van een combinatie van laserscannen in combinatie met aanraakfeedback voor positionering, in plaats van een visiesysteem.

In het eerste gepubliceerde voorbeeld de robot voert 688 experimenten uit gedurende 8 dagen, 172 van de 192 uur werken. Om dit te doen, het maakt 319 zetten, voltooit 6, 500 manipulaties, en legt een totale afstand van 2,17 km af.

De robot voert zelfstandig alle taken in het experiment uit, zoals het afwegen van vaste stoffen, het uitdelen van vloeistoffen, lucht uit het vat verwijderen, het uitvoeren van de katalytische reactie, en het kwantificeren van de reactieproducten.

Het brein van de robot gebruikt een zoekalgoritme om door een 10-dimensionale ruimte van meer dan 98 miljoen kandidaat-experimenten te navigeren, het bepalen van het beste experiment om het volgende te doen op basis van de resultaten van de vorige. Door dit te doen, het heeft autonoom een ​​katalysator ontdekt die zes keer actiever is, zonder aanvullende begeleiding van het onderzoeksteam.

Universiteit van Liverpool Ph.D. student dr. Benjamin Burger, die de robot heeft gebouwd en geprogrammeerd, zei:"De grootste uitdaging was om het systeem robuust te maken. Om gedurende meerdere dagen autonoom te werken, duizenden delicate manipulaties maken, het percentage mislukkingen voor elke taak moet erg laag zijn. Maar als dit eenmaal gedaan is, de robot maakt veel minder fouten dan een menselijke operator."

Professor Andrew Cooper van de University's Department of Chemistry and Materials Innovation Factory in Liverpool, die het project leidde, voegde toe:"Onze strategie hier was om de onderzoeker te automatiseren, in plaats van de instrumenten. Dit creëert een mate van flexibiliteit die zowel de manier waarop we werken als de problemen die we kunnen aanpakken, zal veranderen. Dit is niet zomaar een machine in het lab:het is een nieuw superkrachtig teamlid, en het maakt tijd vrij voor de menselijke onderzoekers om creatief te denken."

Het artikel "A mobile robotic chemist" is gepubliceerd in Natuur .