CUTS on Nostr: ...

دراسة: الأتمتة الروبوتية والذكاء الاصطناعي سيسرعان التقدم العلمي في مختبرات العلوم


أصبحت مختبرات العلوم في مختلف التخصصات - الكيمياء والكيمياء الحيوية وعلوم المواد - على وشك التحول الشامل حيث تؤدي الأتمتة الروبوتية والذكاء الاصطناعي إلى تجارب أسرع وأكثر دقة والتي تفتح المجال أمام تحقيق اختراقات في مجالات مثل الصحة والطاقة والإلكترونيات.

بحثية بعنوان "تحويل مختبرات العلوم إلى مصانع اكتشاف آلية"، والتي نُشرت في مجلة Science Robotics .

قال الدكتور رون ألتيروفيتز، المؤلف الرئيسي للدراسة وأستاذ لورنس جروسبرج المتميز في قسم علوم الكمبيوتر: " اليوم، يتطلب تطوير جزيئات ومواد وأنظمة كيميائية جديدة جهدًا بشريًا مكثفًا. يجب على العلماء تصميم التجارب وتوليف المواد وتحليل النتائج وتكرار العملية حتى يتم تحقيق الخصائص المرغوبة".

إن هذا النهج القائم على التجربة والخطأ يستغرق وقتاً طويلاً ويتطلب جهداً مكثفاً، مما يؤدي إلى إبطاء وتيرة الاكتشاف. وتقدم الأتمتة حلاً لهذه المشكلة. إذ تستطيع الأنظمة الروبوتية إجراء التجارب بشكل مستمر دون إرهاق بشري، وهو ما يؤدي إلى تسريع البحث بشكل كبير. ولا تقوم الروبوتات بتنفيذ خطوات تجريبية دقيقة بقدر أعظم من الاتساق مقارنة بالبشر فحسب، بل إنها تقلل أيضاً من مخاطر السلامة من خلال التعامل مع المواد الخطرة. ومن خلال أتمتة المهام الروتينية، يستطيع العلماء التركيز على أسئلة بحثية أعلى مستوى، مما يمهد الطريق لتحقيق اختراقات أسرع في الطب والطاقة والاستدامة.

قال الدكتور جيمس كاهون، أحد المؤلفين المشاركين في الدراسة ورئيس قسم الكيمياء: "إن الروبوتات لديها القدرة على تحويل مختبرات العلوم اليومية إلى "مصانع" آلية تعمل على تسريع الاكتشاف، ولكن للقيام بذلك، نحتاج إلى حلول إبداعية تسمح للباحثين والروبوتات بالتعاون في نفس بيئة المختبر".

كيفية تطور الأتمتة في مختبرات العلوم:

الأتمتة المساعدة (A1): في هذا المستوى، تتم أتمتة المهام الفردية، مثل التعامل مع السوائل، بينما يتولى البشر التعامل مع غالبية العمل.
الأتمتة الجزئية (أ2): تقوم الروبوتات بتنفيذ خطوات متسلسلة متعددة، مع وجود البشر مسؤولين عن الإعداد والإشراف.
الأتمتة المشروطة (أ3): تدير الروبوتات العمليات التجريبية بأكملها، على الرغم من أن التدخل البشري مطلوب عندما تنشأ أحداث غير متوقعة.
الأتمتة العالية (A4): تنفذ الروبوتات التجارب بشكل مستقل، وتجهز المعدات وتتفاعل مع الظروف غير العادية بشكل مستقل.
الأتمتة الكاملة (أ5): في هذه المرحلة النهائية، تعمل الروبوتات وأنظمة الذكاء الاصطناعي باستقلالية كاملة، بما في ذلك الصيانة الذاتية وإدارة السلامة.


يمكن استخدام مستويات الأتمتة التي حددها الباحثون لتقييم التقدم في هذا المجال، والمساعدة في وضع بروتوكولات السلامة المناسبة وتحديد أهداف البحوث المستقبلية في كل من مجالات العلوم والروبوتات. وعلى الرغم من شيوع مستويات الأتمتة المنخفضة اليوم، فإن تحقيق الأتمتة العالية والكاملة يمثل تحديًا بحثيًا يتطلب روبوتات قادرة على العمل عبر بيئات معملية مختلفة، والتعامل مع المهام المعقدة والتفاعل مع البشر وأنظمة الأتمتة الأخرى بسلاسة.

#AI
#sciences