Un team di chimici e ingegneri dell’Università della British Columba, in collaborazione con i colleghi dell’azienda farmaceutica Pfizer, ha sviluppato un sistema di elaborazione chimica che combina la visione artificiale con un sistema di monitoraggio di apprendimento automatico in tempo reale da utilizzare nella conduzione dei processi di lavorazione chimica. Il loro articolo è pubblicato sulla rivista Chemical Science .
In chimica, i processi di lavorazione sono attività condotte per isolare un prodotto puro attraverso la separazione selettiva da altri componenti. È spesso noioso e, oltre ad essere spiacevole, porta a errori o omissioni. In questo nuovo sforzo, il gruppo di ricerca ha tentato di automatizzare il processo combinando la visione artificiale con tecniche di monitoraggio in tempo reale, un sistema di apprendimento automatico ed elaborazione computerizzata, insieme a hardware appropriato, per eseguire un processo di elaborazione senza l'assistenza di chimici umani. .
Il sistema sviluppato dal team, chiamato Heinsight2.0, come suggerisce il nome, si basa sulle conoscenze apprese dal suo predecessore, Heinsight1.0. I suoi componenti includono una webcam (montata sopra o lateralmente), un recipiente di reazione, un'unità di dosaggio, una sonda di temperatura e un agitatore sopraelevato. Dispone inoltre di un dispositivo secondario che consente di visualizzare iControl, trend di reazione in tempo reale, EasyMax e output del modello CV.
Il sistema funziona monitorando un processo di elaborazione e controllandolo inviando segnali al momento opportuno per dirigere l'azione mentre avviene. Il sistema controlla l'azione rispondendo come farebbe un chimico allo svolgersi degli eventi. Se un materiale cambia da un colore desiderato a un altro, ad esempio, il sistema può riconoscerlo e utilizzarlo come segnale per avviare un'azione successiva.
I ricercatori notano che, come un chimico umano, il sistema è in grado di monitorare molteplici segnali sensoriali e di rispondere ad essi nei modi desiderati. Può anche funzionare in molti tipi di scenari, come quelli che prevedono l'uso di miscelazione solido-liquido, cristallizzazioni, distillazioni di scambio ed estrazione liquido-liquido.
Notano inoltre di aver reso pubblicamente disponibile lo script del programma, il che significa che altri chimici potrebbero costruire le proprie unità e quindi utilizzare il codice per eseguire i propri sistemi nello stesso modo. Hanno inoltre in programma di continuare a lavorare sul proprio sistema per dotarlo di maggiori funzionalità.
Ulteriori informazioni: Rama El-khawaldeh et al, Tenere "d'occhio" l'esperimento:visione artificiale per il monitoraggio e il controllo in tempo reale, Scienze chimiche (2023). DOI:10.1039/D3SC05491H
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