Проведение химических экспериментов и их анализ занимают у ученых большую часть времени. Смешивать и растворять реагенты может любой химик, но для некоторых исследований и экспериментов нужно сотни раз повторить одни и те же манипуляции, при этом сохранив точность пропорций.

К тому же, огромное количество сил уходит на сочетание реагентов между собой и фиксацию полученных результатов. Все эти процессы схожи в том, что они требуют повторения одних и тех же действий с небольшой разницей переменных.

Специалисты ИТМО решили отдать на откуп технике некоторые из этих процессов с помощью химической автономной платформы, которая сможет переносить пробы, устанавливать концентрацию реагентов, фиксировать получившиеся реакции, анализировать их и предсказывать возможные результаты.

Станция для робота химика. Фото предоставлено учеными
Станция для робота химика. Фото предоставлено учеными

Главное отличие этой технологии от тех, что уже существуют, использование на базе платформы нейронной сети, которая будет обучаться в процессе работы с реагентами. Сейчас идет сборка первого рабочего прототипа, под который уже разрабатывают программное обеспечение.

Другой «робот-химик» возьмет на себя создание смесей и растворов. Манипулятор может работать в лаборатории, самостоятельно «перетасовывая» реагенты. Робот сам будет понимать, когда все необходимые процессы завершены, и прекратит манипуляции. Сейчас электронный лаборант учится самым простым действиям, но он уже умеет переставлять пробирки и откручивать крышки.

Артемий Зенкин
Артемий Зенкин

«Мы стремимся создать автономную лабораторию, в которой над рутинными экспериментами будут трудиться не специалисты, а манипуляторы-лаборанты. Наша задача — научить роботов почти полностью автономно выполнять многие эксперименты в химических лабораториях, во время которых необходимо десятки и сотни раз создавать смеси или растворы заданного состава, а затем перемещать пробирки с ними между оборудованием. Уникальностью нашей разработки является тот факт, что манипуляторы напечатаны на 3D-принтере, что во много раз уменьшает затраты на создание автономной химической лаборатории. Поэтому эту разработку смогут себе позволить множество малых и средних химических лабораторий», — рассказывает Артемий Зенкин, инженер Университета ИТМО.

Екатерина Скорб
Екатерина Скорб

«Одна из актуальных задач — это изучение растворимости в сложных системах при ассоциации молекул в супрамолекулярные структуры. При изучении ассоциации можно варьировать широкий круг параметров от соотношения компонентов, ионной силы, рН, и др. Роботы как раз смогут получить необходимые данные. В перспективе это поможет в создании теории, которая станет серьезным шагом вперед для фундаментальной науки в таких вопросах, как изучение самоорганизации живой материи, и даже прольет свет на механизм зарождения жизни. В практическом плане это приведет к созданию новых фармпрепаратов и химических сенсоров», — говорит Екатерина Скорб, директор НОЦ Инфохимии и ведущий профессор Университета ИТМО.

Пресс-служба Университета ИТМО

Перейти к содержанию