Science simplifiée : qu'est-ce que la découverte autonome ?

Qu’est-ce que la découverte autonome ?

Avez-vous déjà passé une « nuit blanche » à essayer de terminer un gros projet ou un devoir ? À l’aube, votre cerveau était probablement grillé. Mais les robots ne se fatiguent pas. L'intelligence artificielle n'a pas besoin de café. Ils peuvent continuer à travailler sur un problème 24h/24 et 7j/7.

C'est pourquoi les chercheurs du Laboratoire national d'Argonne du Département américain de l'énergie sont les pionniers de la prochaine génération d'expérimentation scientifique. C'est ce qu'on appelle la découverte autonome et elle exploite la puissance de la robotique, de l'apprentissage automatique et de l'intelligence artificielle (IA) pour résoudre de grands problèmes liés au climat, à la santé humaine et à l'énergie plus rapidement que jamais. Aucun café robot requis.

Dans cette partie de notre série, l'informaticien Casey Stone et le directeur de division des matériaux nanométriques du Centre national d'Argonne, Ilke Arslan, donnent un aperçu de la découverte autonome. La découverte autonome est un processus qui exploite la puissance de la robotique, de l'intelligence artificielle et apprentissage automatique apporter des avancées scientifiques au monde plus rapidement que jamais. La découverte autonome révolutionne la façon dont les gens font de la science. À l’avenir, ces processus aideront les scientifiques à trouver des solutions qui permettront aux populations d’être plus en sécurité, en meilleure santé et plus résilientes face aux impacts du changement climatique.

Disons que vous avez un problème comme la pollution plastique et que vous avez besoin d'un nouveau type de plastique plus facile à recycler ou à réutiliser. Il existe des milliers de polymères possibles qui pourraient fonctionner, et des produits chimiques potentiellement nocifs sont impliqués dans le processus de test. Dans le passé, plusieurs chercheurs travaillaient sur une paillasse de laboratoire pour tester un polymère à la fois. Et ce processus prendrait des années.

Avec la découverte autonome, les chercheurs humains confient le problème à la robotique et à l’IA. Les chercheurs utilisent un processus appelé apprentissage automatique pour entraîner l’IA avec d’énormes ensembles de données. Cela donne à l’IA des informations sur tout ce que nous savons déjà sur le recyclage du plastique, les processus chimiques et les structures potentielles des polymères. L’IA utilise ces informations pour prendre la meilleure décision quant aux expériences à exécuter ensuite.

Les bras robotisés et les machines d'échantillonnage fonctionnent 24 heures sur 24, gardant les chercheurs à l'écart des produits chimiques ou d'autres risques potentiels. Avec l’apprentissage automatique, l’IA devient de plus en plus intelligente, recherchant de nouveaux modèles et de nouvelles expériences à exécuter.

Les scientifiques humains sont libres d’utiliser leur grand cerveau créatif pour interpréter et agir en fonction des résultats les plus intéressants. La découverte autonome aidera les scientifiques à trouver des solutions à des problèmes complexes en quelques jours ou semaines plutôt qu'en années ou en vies.

L'ingéniosité humaine et l'imagination restent au cœur de cette innovation. Les scientifiques et techniciens d'Argonne trouvent des moyens créatifs d'appliquer les outils de découverte autonome :

• Nous créons des « jumeaux numériques » de laboratoires. Ces modèles de réalité virtuelle aident les chercheurs à tester les machines et à déterminer la meilleure façon d’installer des équipements dans des laboratoires réels de biologie et de chimie.
• Nous explorons tout, depuis les nouveaux traitements contre les bactéries résistantes aux médicaments jusqu'à la façon dont les plantes stockent le carbone dans le sol.
• Nous construisons et déconstruisons des chaînes de polymères pour trouver de nouvelles façons de recycler et de surcycler les plastiques.
• Nous utilisons certains des superordinateurs les plus rapides au monde pour exécuter l’IA et traiter les données provenant d’expériences à grande échelle.

Les laboratoires autonomes contribuent à introduire des solutions scientifiques dans nos vies avec une rapidité, une efficacité et une efficacité jamais vues auparavant. précision. Cela ne révolutionnera pas seulement la façon dont nous faisons de la science ; cela nous propulsera dans une nouvelle ère de découverte.

Qu’est-ce que la découverte autonome ?

Une nouvelle façon de faire de la science qui mettra en lumière les découvertes plus rapidement que jamais.

Le cerveau humain est une formidable machine à résoudre des problèmes scientifiques, mais le corps humain ne peut résoudre des problèmes que pendant un certain temps avant qu’un chercheur humain n’ait besoin de manger ou de dormir. Les plus grands défis d’aujourd’hui, comme le changement climatique, les maladies émergentes et la pollution plastique, n’attendront pas que nous prenions un sandwich ou que nous fassions une sieste. Nous avons besoin de réponses maintenant. C'est pourquoi les scientifiques bénéficient de l'aide de la robotique, de l'intelligence artificielle (IA) et de l'apprentissage automatique.

Nous définissons un problème. L'IA identifie, met en place et exécute des centaines d'expériences à l'aide de systèmes robotiques capables de résoudre le problème 24 heures sur 24, 7 jours sur 7. Avec l’apprentissage automatique, l’IA devient de plus en plus intelligente, recherchant de nouveaux modèles et de nouvelles expériences à exécuter. Les scientifiques humains sont libres d’utiliser leur grand cerveau créatif pour interpréter et agir en fonction des résultats les plus intéressants. La découverte autonome nous apportera des solutions 100 fois, voire 1 000 fois plus rapides.