Moksliniai tyrimai – ilgas ir kruopštus procesas, kai žmogiška klaida ne tik brangiai kainuoja, bet ir gali sugadinti siekiamus rezultatus, todėl mokslininkai ieško būdų, kaip tyrimams pasitelkti robotus. Prie proveržio šioje srityje neseniai reikšmingai prisidėjo Vilniaus universiteto (VU) Fizikos fakulteto mokslininkai. Su kolegomis iš Katalonijos jie įrodė, kad labai sudėtingus šviesos konversijos tyrimus gali sėkmingai atlikti automatizuotos sistemos, o komandos pasiekimai atsidūrė ir ant prestižinio žurnalo „ACS Central Science“ viršelio.
Įkvėpė dirbtinio intelekto populiarėjimas
Organinė optoelektronika – viena sparčiausiai besivystančių technologijų sričių pasaulyje. Jos atstovai siekia elektronikos ir optoelektronikos prietaisams kurti panaudoti organines medžiagas. Skaičiuojama, kad 2027 m. jos pasaulinės rinkos dydis peržengs 300 mlrd. dolerių ribą. Nors pats terminas organinė optolektronika kasdienybėje girdimas retai, žmonės dažnai naudoja daugybę ją taikant sukurtų prietaisų, pavyzdžiui, OLED ekranus, o netolimoje ateityje naudos ir lazerius, saulės celes, tranzistorius.
Ši sritis išsiskiria ir tarpdiscipliniškumu. Organinių medžiagų ir šviesos konversijos tyrimuose, kuriuos Lietuvoje atlieka VU Fizikos fakulteto Fotonikos ir nanotechnologijų instituto mokslininkai, reikia chemijos, fizikos, informacinių technologijų specialistų įsitraukimo, o jų metu procesai privalo būti labai tikslūs ir kruopštūs. Kaip pasakoja fizikas dr. Paulius Baronas, kiekvienas eksperimentas susideda iš daugybės kintamųjų ir net smulki žmogiška klaida gali reikšti tai, kad viską teks kartoti iš naujo. Būtent noras eliminuoti šį faktorių ir pasufleravo idėją pabandyti tokius tyrimus automatizuoti.
„Mane įkvėpė augantis dirbtinio intelekto naudojimas moksliniuose tyrimuose, kuriuose kintamųjų skaičius dažnai būna labai didelis. Vienu svarbiausių pastarojo dešimtmečio projektų pavadinčiau bandymą paspartinti naujų molekulių atradimą automatizuojant cheminę sintezę. Nors gyvename skaitmeniniame amžiuje, cheminių junginių kūrimas vaistams ar naujoms medžiagoms vis dar vyksta palyginti pasenusiais „rankiniais“ metodais. Tačiau jau bandoma tai daryti uždarose automatizuotose sistemose, kur žmogus tik duoda užduotis dirbtiniam intelektui“, – sako mokslininkas.
Galimybė dirbti efektyviau ir ekonomiškiau
Dr. P. Baronui kilo mintis, kad tokį patį principą galima pritaikyti ir organinės optoelektronikos tyrimams. Galimybę savo idėją išbandyti praktiškai jis gavo stažuodamasis Katalonijos politechnikos universitete. Kartu su kolegomis per dvejus metus įrengus automatizuotą laboratoriją, pavyko įrodyti, kad toks tyrimų būdas ne tik visiškai įmanomas, bet ir daugeliu aspektų pranašesnis už dabartinius „rankinius“ metodus.
„Galima būtų įvardinti tris pagrindinius privalumus: tikslumas, greitis ir ekonomija. Moksliniuose tyrimuose pasitaiko atvejų, kai rezultatų nepavyksta atkartoti dėl žmogiškujų klaidų. Greitis svarbus, kai siekiama atlikti didelės apimties tyrimą, kuriam neužtektų žmogiškųjų resursų. Automatizuoti tyrimai gali veikti su daug mažesniais tiriamųjų medžiagų kiekiais, todėl didelės apimties tyrimams sutaupoma daug brangių reagentų“, – pasakoja fizikas.
Anot jo, tyrimų automatizacija keičia ir paties mokslininko vaidmenį. Dėliojant procesą, tenka labai detaliai ir kritiškai įvertinti kiekvieną jo dalį, kuri gali lemti netikslumus, todėl geriau įsigilinama į tiriamos sistemos specifiką. Tuo pat metu dingsta spaudimas tiksliai atlikti visas procedūras, nes jas atlieka mašinos – užuot tai darius, galima susikoncentruoti į rezultatų analizę. Svarbiausia užduotimi tampa sistemą valdančio programinio kodo optimizavimas ir testavimas.
Pašnekovas sako, kad nors mokslas inertiškas ir ką nors tvirtai prognozuoti sunku, gautos automatizavimo sistemos pritaikymo panašiems tyrimams užklausos nuteikia optimistiškai. Automatizacija leistų tyrimus vykdyti pigiau, greičiau ir tiksliau, o tai reikštų dar spartesnį technologinį vystymąsi.
„Tam, kad mokslinių tyrimų automatizavimas taptų norma, reikia naujos kartos mokslininkų, kurie ne tik išmanytų siaurą mokslo sritį, bet ir puikiai programuotų ir gebėtų pritaikyti nestandartinius inžinerinius sprendimus. Šiuo metu mokslininkai, turintys tokių gebėjimų, dažnai pasirenka darbą versle, jų pritraukimas atgal į mokslą dar labiau paspartintų progresą“, – įsitikinęs dr. P. Baronas.
