В ЮФУ предложили новый подход в создании самоуправляемой научной лаборатории
Благодаря исследованию сотрудников Международного исследовательского института интеллектуальных материалов Южного федерального университета автономные лаборатории смогут оперативно решать проблему ускорения разработки новых уникальных материалов.
Исследование проводится в рамках реализации Программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Современные технологии искусственного интеллекта неуклонно меняют не только привычный образ нашей жизни. Под его воздействием изменяются также исследовательские принципы и подходы в разных научных областях, в том числе и в науке о материалах.
Многие передовые достижения в этой сфере зависят от уровня и качества оснащения научных лабораторий, в которых выполняются эксперименты. Немаловажный вклад в успешное проведение экспериментов с наноматериалами вносит и профессиональный опыт самих исследователей. Именно этот аспект зачастую достаточно трудно смоделировать и описать алгоритмически.
Возможности искусственного интеллекта позволяют обучать машины на примерах и больших данных, для того чтобы впоследствии доверить рутинные процессы проведения экспериментов компьютерам. Новый подход в направлении создания научной беспилотной лаборатории для автономного синтеза и диагностики функциональных материалов, управляемой искусственным интеллектом, предложили научные сотрудники Международного исследовательского института интеллектуальных материалов Южного федерального университета. Результаты исследования ученые ЮФУ опубликовали в журнале Nanomaterials.
Ученые считают, что их подход поможет исследователям существенно снизить временные и ресурсные затраты по непрерывной обработке и анализу результатов экспериментов. «Программа «Приоритет 2030» позволила нам сфокусироваться на пяти стратегических проектах, один из которых направлен на разработку решений новых материалов. Это создание новых технологических линий для ускорения минимум в два раза, создание принципиально новых материалов для энергетики, катализа, фармацевтики и так далее.
В этом направлении мы сконцентрировали ключевые ресурсы: есть молодые исследователи, доктора наук. С прошлого года мы являемся участниками реализации Федеральной научно-технической программы по синхротронным исследованиям. Проект, который реализует группа Александра Солдатова, является одним из ключевых. Здесь создаются прототипы тех, беспилотных, самоуправляемых лабораторий, которые станут в итоге основой нового технологического процесса создания новых материалов», — прокомментировала ректор ЮФУ Инна Шевченко.
Профессор Мария Бутакова, возглавившая коллектив исследователей, поясняет, что главная особенность научной разработки — дата-центричный подход, положенный в основу архитектуры самоуправляемой лаборатории и объединяющий в себе возможности современных методов искусственного интеллекта, интернета вещей и технологий больших данных.
«Применение технологий анализа данных и методов искусственного интеллекта, развитых нами в области прикладной математики, сейчас крайне актуальны при решении задач современной науки о материалах. Беспилотные самоуправляемые лаборатории позволят в кратчайшие сроки решать проблему ускорения разработки новых уникальных материалов с требуемыми характеристиками», – считает Мария Александровна.
По словам научного руководителя направления наук о материалах Южного федерального университета, профессора Александра Солдатова, ученые постарались расширить представление исследователей о возможностях использования информации, получаемой в ходе экспериментов.
«Агрегированные данные играют в нашем подходе центральную и ключевую, а не вспомогательную роль. Так, вместо автоматизации отдельных рутинных процессов экспериментирования станут доступными все уникальные возможности современного искусственного интеллекта.
Дата-центричный подход, по своей сути, предназначен для обеспечения дообучения моделей искусственного интеллекта, положенного в основу самоуправляемой лаборатории, подобно человеку, непрерывно обучающемуся под воздействием окружающей его среды. Это значительный шаг на пути к автономному ускоренному открытию новых функциональных наноматериалов,» — уверен Александр Солдатов.
Благодаря дата-центричному подходу получится реализовать полнофункциональную среду моделирования процесса научного эксперимента на основе привнесения реальных объектов, используемых исследователями, в цифровое пространство. Такая среда необходима для обучения интеллектуальных агентов, являющихся «разумом» автономной самоуправляемой лаборатории синтеза и диагностики наноматериалов.
Telegram 
Дзен 
VK Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Астробиологи с помощью сложных трехмерных климатических моделей доказали, что растительная жизнь на Земле способна просуществовать еще около 1,8 миллиарда лет. Это значительно дольше, чем предсказывали предыдущие расчеты.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно