Robot melakukan Sains

35 views

Satu laboratorium penelitian pada suatu waktu, robot mengambil alih sains. Robot melakukan Sains

Mereka menemukan obat baru, metode baru untuk menumbuhkan nanotube dan memperluas perpustakaan bahan baru kami.

Mereka tidak lelah atau membuang waktu bertanya-tanya apa arti hidup ini. Mereka juga tidak mengancam untuk berserikat atau mengambil cuti sakit.

Beberapa dari mereka bahkan mulai merumuskan hipotesis mereka sendiri dan melakukan eksperimen yang mereka rancang – untuk menyelesaikan masalah yang mereka pilih.

Temui Adam

Adam adalah salah satu ilmuwan robot pertama di dunia. Saat ini ia berada di Cambridge, Inggris di mana ia menjalankan eksperimen tentang ragi.

Ragi atau Saccharomyces cerevisiae adalah jamur yang bertanggung jawab atas anggur, roti, dan bir. Seperti anjing dan trahnya, ragi datang dalam sejumlah ‘strain’ yang masing-masing sedikit berbeda secara genetik. Seperti seorang mahasiswa pascasarjana yang ambisius, Adam berharap untuk melakukan percobaan pada sebanyak mungkin strain ragi yang dia bisa untuk mencapai sasarannya.

Adam berbentuk seperti klinik keliling dengan tangan robot, sentrifugal, freezer, dan inkubator. Dia tidak memiliki wajah atau suara, tetapi jika Anda mengamati video di bawah ini dengan seksama, Anda akan melihat bahwa ia memiliki karakter – tertulis secara diam-diam ke dalam gerakannya yang hati-hati, dalam jeda antara tindakannya dan dalam pertanyaan yang ia tanyakan pada dirinya sendiri.

Dia memilih jenis ragi tertentu dari freezer dan memindahkannya ke mikrotiter – piring dengan banyak tabung kecil atau ‘sumur’. Di dalam masing-masing tabung ini terdapat cairan manis bergizi dengan beberapa aditif pilihan.

Setiap 30 menit sekali pelat ini dimasukkan ke dalam pembaca di mana cahaya yang memantulkan setiap sumur diukur dengan cermat. Adam dapat menggunakan informasi ini untuk menentukan seberapa cepat ragi tumbuh di setiap sumur. Ini memberitahunya apakah bahan kimia tertentu yang ditambahkan ke sumur bermanfaat atau merugikan jamur.

Jika dia memilih, dia bisa masuk ke salah satu sumur ini, mengambil beberapa sel dan membiarkannya tumbuh di sumur yang berbeda, yang dia pantau juga.

Adam menjalankan lebih dari seribu percobaan ragi secara bersamaan, masing-masing berlangsung hingga 5 hari.

Dalam Ragi Alam Semesta ini, Adam adalah Tuhan yang mahatahu yang murah hati.

Adam bukan hanya mesin tanpa akal yang menjalankan eksperimen buta satu demi satu.

Dari basis data besarnya, ia dapat memilih enzim dan menebak gen yang mungkin bertanggung jawab untuk itu. Dia kemudian menjalankan eksperimen yang ditargetkan untuk mengkonfirmasi atau membantah hipotesis ini.

Tidak ada manusia yang terlibat dalam proses ini. Tim yang menjalankan Adam tidak tahu enzim mana yang dia lihat atau hipotesis apa yang telah dirumuskan. Mereka hanya melihat hasilnya setelah Adam memeriksa firasatnya.

Hasil awal dari Adam mengidentifikasi penanda genetik untuk lebih dari lima belas enzim.

Tetapi yang lebih penting, itu mengumumkan kelahiran paradigma baru, yaitu ilmuwan otonom.

Walaupun saat ini merupakan suku kecil, potensi ilmuwan-ilmuwan otonom ini sangat besar sehingga banyak yang percaya bahwa kita berada di ambang revolusi besar dalam sains – yang mana pengetahuan kita berlipat ganda setiap beberapa tahun.

Jika demikian, ini bisa menjadi awal dari akhir pendekatan ‘Edisonian’ dalam eksplorasi ilmiah.

Paradigma Edisonian Robot melakukan Sains

Pada tahun 1878, Thomas Alva Edison berada di ambang menemukan bohlam listrik komersial pertama.

Fisika terkenal:

  1. Melewati arus melalui bahan apa pun (mis: kawat tembaga, sutra, gas) memanaskannya.
  2. Bahan panas bersinar.

Jika dirancang dengan cerdik, pengamatan ganda di mana-mana ini dapat disatukan untuk menghasilkan cahaya listrik.

Namun, untuk menghasilkan cahaya yang cukup, bahan-bahan ini perlu dipanaskan hingga suhu yang sangat tinggi. Ini berarti bahwa sebagian besar bahan bereaksi dengan udara di sekitarnya atau berubah menjadi cair, yang keduanya merupakan konsekuensi yang tidak diinginkan.

Tantangan Edison adalah menemukan bahan yang tepat untuk bohlamnya yang tidak bakar sendiri. Paling tidak, calon bahan harus bersedia untuk melewati arus melaluinya: yaitu, menjadi konduktor listrik yang baik. Ini mengesampingkan tanah liat, kayu, dan kaca.

Selanjutnya, harus memenuhi sejumlah persyaratan akal sehat. Setidaknya harus berlangsung beberapa hari – bahkan lebih lama jika memungkinkan. Dan itu seharusnya tidak begitu mahal sehingga hanya Edison yang mampu membelinya.

Namun pada saat itu, tidak ada buku pegangan bahan yang mendaftar semua bahan di dunia bersama dengan sifat optik, listrik, termal, kimia dan mekanik.

Jadi Edison mulai menguji secara fisik satu demi satu materi.

Diperkirakan ia bereksperimen dengan lebih dari 2000 bahan termasuk rambutnya sendiri hingga ia mendarat di filamen karbon yang terbuat dari potongan bambu oriental yang eksotis.

Buruh Sains

Rahasia kotor sains modern adalah ia masih berfungsi dengan cara yang sama seperti yang dirintis Edison sekitar 150 tahun yang lalu.

Tentu, kita pasti telah menempuh jalan panjang karena banyak dari proses ini didorong oleh pengetahuan ilmiah dan intuisi kita yang mendalam. Kami mengetahui fisika dan kimia yang mendasari di balik hal-hal yang kami gunakan atau butuhkan, yang membantu mempersempit ruang pencarian. Seorang ilmuwan saat ini tidak mungkin menambahkan rambutnya ke logam cair dan berharap untuk vibranium.

Sains dari luar mengikuti perkembangan logis yang sangat terorganisir di mana setiap langkah adalah hasil dari pengetahuan dan kontemplasi sebelumnya.

Namun di dalam, masih ada kekacauan dan pilihan sewenang-wenang.

Untuk membuat baja ringan misalnya, pengetahuan tentang fisika dan kimia yang mendasarinya mungkin memberi tahu ahli metalurgi bahwa opsi terbaiknya adalah menambahkan nikel, kromium, atau mangan ke Besi.

Tetapi dari sini, tidak ada jalan maju yang nyata kecuali masing-masing kombinasi ini disintesis secara fisik dan paduan yang dihasilkan dicirikan dalam laboratorium untuk sifat fisik dan kimianya. Eksperimen ini bisa langsung atau rumit. Pengulangan mungkin diperlukan sampai kami dapat memastikan hasilnya.

Pada tingkat dasar sains adalah usaha manusia yang berlabuh dalam pengamatan yang tidak memihak tentang fenomena alam asli.

Tidak masalah jika seribu perhitungan atau persamaan menunjuk pada nikel sebagai logam terbaik untuk bermitra dengan besi, selama satu pengamatan membantahnya.

Menemukan obat-obatan baru, elemen baterai, suku cadang untuk mobil, kacamata, pelarut, tekstil, keramik, bahan elektronik, paduan, cairan, gel dll terus menjadi tugas yang melelahkan membutuhkan tenaga kerja manual yang menakutkan.

Di sinilah ilmuwan robot otonom seperti Adam dan Hawa berjanji untuk menciptakan revolusi.

Eksperimen throughput tinggi

Keuntungan nyata yang jelas dari penggunaan robot untuk menjalankan eksperimen adalah bahwa ruang pencarian yang jauh lebih besar dapat dieksplorasi dibandingkan dengan ilmuwan manusia. Robot melakukan Sains

Adam mempelajari ribuan strain ragi melakukan lebih dari 6 juta pengukuran selama siklus proyeknya. Seorang mahasiswa pascasarjana yang mempelajari lima puluh strain ragi dalam setahun akan dianggap sebagai superstar.

Kemampuan untuk melakukan sejumlah besar eksperimen baik dalam waktu maupun ruang adalah persyaratan yang sangat penting dalam menemukan bahan baru.

Kami tahu tentang 120 elemen dari tabel periodik – mengapa kita tidak bisa mencampurkan masing-masing berpasangan dan melihat apa yang akhirnya kita buat? Mungkin ada paduan super di sini atau jenis magnet baru. Mungkin bahkan superkonduktor?

Hanya kombinasi biner elemen dalam rasio 50:50 akan mengharuskan kita untuk membuat dan mempelajari 7140 materi. Tetapi yang penting di sini adalah bahwa kita perlu mempelajari semua rasio kombinasi yang memungkinkan!

Upaya sedang dilakukan untuk memecahkan himpunan bagian kecil dari masalah ini. Basis Data Eksperimental Throughput Tinggi di Laboratorium Energi Terbarukan Nasional berisi lebih dari 60.000 film tipis sampel logam. Basis data berisi informasi struktural, listrik, dan optik dari bahan-bahan ini dan dapat diakses oleh publik.

Sistem Penelitian Otonomi Laboratorium Penelitian Angkatan Udara (ARES) telah mempelajari kondisi terbaik untuk menumbuhkan nanotube karbon dengan cepat. Dengan menggabungkan wawasan matematika serta algoritma genetika, sistem telah mencapai tingkat pertumbuhan yang ditargetkan mengidentifikasi kondisi yang paling berpengaruh dalam pertumbuhan nanotube karbon. Itu sampai di sana dengan menjalankan seratus percobaan sehari.

Dengan ledakan dalam pembelajaran yang mendalam, para ilmuwan menggabungkan teknik-teknik seperti jaringan permusuhan dan encoder variasional dengan robot untuk menciptakan versi Adams yang lebih maju. Sistem ini tidak hanya melakukan sejumlah besar percobaan yang meliputi wilayah besar ruang komposisi, tetapi mereka juga lebih baik dengan setiap iterasi – seperti yang dilakukan oleh ilmuwan manusia.

Ilmuwan otonom baru-baru ini memasuki ruang komersial dengan perusahaan-perusahaan seperti Kebotix, Atomwise, BenevolentAI dan Zymergen yang mengabdikan diri pada pengembangan sistem loop tertutup untuk menemukan bahan, organik, dan obat-obatan.

Namun, ilmuwan manusia tidak benar-benar dalam bahaya digantikan oleh robot. Kami menyediakan satu hal yang tidak dapat dilakukan oleh otomatisasi canggih: Kreativitas.

Jika hal ini dapat berarti bahwa sekolah pascasarjana masa depan akan menjadi tempat yang sangat berbeda dengan setiap siswa dapat menjalankan ratusan ribu percobaan sekaligus.

Namun sains akan berubah selamanya membanjiri kita dengan terlalu banyak pengetahuan sehingga kita tidak tahu harus berbuat apa.

Dunia tidak akan dapat diidentifikasi dengan material dan perangkat baru, yang tidak ada yang ada saat ini.

Robot sedang melakukan sains dan itu hal yang baik. Robot melakukan Sains

sumber : https://medium.com/topic/technology

Teknologi

Penulis: 
author

Posting Terkait

Tinggalkan pesan