Các hướng liên ngành mới nổi

Phòng thí nghiệm tự vận hành

Cách thiết bị tự động, robot, học máy và chuyên môn con người tạo thành hệ thí nghiệm vòng kín biết lựa chọn, thực hiện và học từ thí nghiệm hóa học.

Trực giácVòng lặp thí nghiệm biết học

Phòng thí nghiệm tự vận hành liên tục đề xuất thí nghiệm, thực hiện bằng thiết bị hoặc robot, đo kết quả rồi dùng kết quả đó để chọn bước tiếp theo. Tự động hóa có thể tăng thông lượng, nhưng hóa học đáng tin cậy vẫn cần quy trình đúng, hiệu chuẩn, an toàn và diễn giải.

Phổ thôngPhòng thí nghiệm kết nối

Hệ thống có thể kết hợp thao tác chất lỏng, thiết bị phản ứng, thiết bị phân tích, theo dõi mẫu và phần mềm. Mỗi giao diện phải giữ đúng danh tính và đơn vị: nhãn mẫu sai hay lỗi đổi đơn vị có thể khiến luồng dữ liệu tự động sai một cách chắc chắn.

Đại họcChọn thí nghiệm giàu thông tin tiếp theo

Quy tắc thu nhận $a$ xếp hạng thí nghiệm khả dĩ $x$ dựa trên dữ liệu hiện có $\mathcal{D}_t$. Quy tắc có thể ưu tiên cải thiện kỳ vọng, thu nhận thông tin hoặc cân bằng cả hai. Thí nghiệm được chọn còn phải đáp ứng ràng buộc vận hành như thiết bị sẵn có, thể tích mẫu, thời gian và an toàn.

Nâng caoTự động hóa là một hệ đo lường

Độ lặp lại của robot không bảo đảm độ đúng. Cảm biến cần hiệu chuẩn, phương pháp phân tích cần thẩm định, còn hiệu ứng mẻ hay nhiễm chéo có thể gây sai lệch. Mẫu kiểm soát, mẫu trắng, chuẩn và rà soát định kỳ bởi con người giúp phát hiện lỗi trước khi chúng dẫn hướng vòng tối ưu.

An toàn hóa học phải được thiết kế vào quy trình: vật liệu tương thích, bao kín, khóa liên động, xử lý chất thải và quyền can thiệp của con người. Không được để bộ tối ưu chọn thí nghiệm ngoài giới hạn an toàn đã duyệt chỉ vì điểm dự đoán cao.

Nghiên cứuBiên giới nghiên cứu

Thí nghiệm tự động nghiêm túc phải truy xuất được từ đầu đến cuối: xác định giả thuyết và phép đo, ghi trạng thái thiết bị và quy trình, lưu dữ liệu thô, định lượng bất định và báo cáo sai lệch. Nhà khoa học chịu trách nhiệm quyết định bằng chứng cho phép kết luận điều gì.