I ricercatori dell'Università di Liverpool hanno costruito uno scienziato robot mobile intelligente che può lavorare 24 ore su 24, 7 giorni su 7, condurre esperimenti da solo.

Lo scienziato robot, il primo del suo genere, prende le proprie decisioni su quali esperimenti di chimica eseguire successivamente, e ha già scoperto un nuovo catalizzatore.

Ha dimensioni umanoidi e lavora in un laboratorio standard, usando strumenti proprio come fa un ricercatore umano.

Però, a differenza di un essere umano, questo robot da 400 kg ha una pazienza infinita, può pensare in 10 dimensioni, e lavora per 21,5 ore al giorno, fermandosi solo per ricaricare la batteria.

Segnalato sul giornale Natura e presente in copertina, questa nuova tecnologia potrebbe affrontare problemi di scala e complessità che sono attualmente al di fuori della nostra portata. Per esempio, robot autonomi potrebbero trovare materiali per la produzione di energia pulita o nuove formulazioni di farmaci cercando vaste, spazi chimici inesplorati.

I robot sono stati utilizzati in precedenza nella ricerca chimica, ma in genere sono cablati per un esperimento specifico. Questo robot alto 1,75 metri è mobile e può vagare per il laboratorio, svolgere una vasta gamma di compiti diversi.

Può funzionare con apparecchiature progettate per il funzionamento umano a causa delle sue dimensioni simili a quelle umane e della sua portata fisica. Utilizza una combinazione di scansione laser abbinata a feedback tattile per il posizionamento, piuttosto che un sistema di visione.

Nel primo esempio pubblicato, il robot conduce 688 esperimenti in 8 giorni, lavorando per 172 ore su 192. Per fare questo, fa 319 mosse, completa 6, 500 manipolazioni, e percorre una distanza totale di 2,17 km.

Il robot esegue autonomamente tutte le attività dell'esperimento come pesare i solidi, erogazione di liquidi, rimozione dell'aria dalla nave, eseguendo la reazione catalitica, e quantificazione dei prodotti di reazione.

Il cervello del robot utilizza un algoritmo di ricerca per navigare in uno spazio a 10 dimensioni di oltre 98 milioni di esperimenti candidati, decidere il miglior esperimento da fare dopo in base ai risultati dei precedenti. Facendo questo, ha scoperto autonomamente un catalizzatore sei volte più attivo, senza ulteriori indicazioni da parte del gruppo di ricerca.

Ph.D. dell'Università di Liverpool studente Dr. Benjamin Burger, chi ha costruito e programmato il robot, ha dichiarato:"La sfida più grande è stata quella di rendere il sistema robusto. Per lavorare in modo autonomo per più giorni, compiendo migliaia di delicate manipolazioni, il tasso di fallimento per ogni attività deve essere molto basso. Ma una volta fatto questo, il robot commette molti meno errori di un operatore umano."

Professor Andrew Cooper del Dipartimento di Chimica e Fabbrica di Innovazione dei Materiali dell'Università di Liverpool, che ha guidato il progetto ha aggiunto:"La nostra strategia qui era di automatizzare il ricercatore, piuttosto che gli strumenti. Questo crea un livello di flessibilità che cambierà sia il modo in cui lavoriamo che i problemi che possiamo affrontare. Questa non è solo un'altra macchina in laboratorio:è un nuovo membro del team superpotente, e libera tempo per i ricercatori umani per pensare in modo creativo".

Il documento "Un chimico robotico mobile" è pubblicato su Natura .