VINACHEM

Ngày nay, robot đã nhiều lần chứng tỏ chúng có thể làm được những gì mà con người làm được. Các hoạt động phân tích hóa học cũng phát triển theo xu hướng tự động hóa này. Các ngành sản xuất thực phẩm, dược phẩm và các ngành công nghiệp khác đã đẩy nhanh những quá trình sản xuất thông thường của mình bằng cách sử dụng robot lấy mẫu và phân tích sản phẩm. Các nhà hóa học cũng thiết kế các chương trình như Chematica để máy tính lập kế hoạch cho các quá trình tổng hợp hóa học. Một số nhóm nghiên cứu đã giới thiệu các hệ thống gần như tự động, sử dụng phương pháp học máy để thiết kế, vận hành và đánh giá kết quả thí nghiệm.

Tuy nhiên, chi phí và tính phức tạp của một số hệ thống như vậy khiến cho chúng không thích hợp đối với nhiều phòng thí nghiệm hóa học.

Tại Hội nghị toàn quốc Hội Hóa học Mỹ cuối tháng 3/2018, các nhà nghiên cứu tại Đại học Harvard (Mỹ) đã giới thiệu gói phần mềm miễn phí ChemOS với mục đích hỗ trợ các nhà hóa học sử dụng các công cụ tự động hóa hiện có.

Về cơ bản, các quá trình thí nghiệm ở phòng thí nghiệm hóa học của thế kỷ 16 và thế kỷ 21 hầu như không có nhiều thay đổi. Vì vậy, nếu chúng ta muốn đổi mới quá trình phát hiện sản phẩm, chúng ta cần phải đổi mới phòng thí nghiệm.

Phần mềm ChemOS sử dụng phương pháp học máy để phân tích lệnh của người sử dụng, sau đó lập kế hoạch, thực hiện, đánh giá và cải tiến các thí nghiệm. Nó có thể giao tiếp với con người thông qua email hoặc các công cụ như Slack và Twitter. Nó cũng có thể tương tác với các phần mềm tự động hóa khác, ví dụ các chương trình kiểm soát cánh tay robot hoặc dụng cụ định lượng dung dịch ở các thiết bị thí nghiệm. Các nhà khoa học Harvard so sánh phần mềm này với bộ não người, nó có thể thực hiện các chức năng cấp cao, cần thiết để phối hợp và vận hành thành công một thí nghiệm.

Mới đây, các nhà khoa học đã biểu thị một số ứng dụng của ChemoS. Trong một trường hợp, chương trình này đã tính toán cách pha chế một món đồ uống thơm ngon. Phần mềm ChemOS kiểm soát máy bơm tự động để phối trộn các thành phần có thể có cho món đồ uống, kể cả những thành phần cần thiết để tạo ra nước cam Tequila Sunrise hoặc giấm. Phần mềm ChemOS học cách cải tiến thực đơn của mình dựa trên đánh giá của các thành viên trong nhóm. Các nhà khoa học cho biết, dữ liệu đầu vào như vậy do con người cung cấp sẽ là yếu tố quan trọng để robot có thể chế tạo thực phẩm, mỹ phẩm hoặc các sản phẩm khác tùy theo sự chấp thuận của con người.

Nhóm nghiên cứu cũng biểu thị khả năng của ChemOS thực hiện thí nghiệm ở những phòng thí nghiệm cách xa. Họ đã thiết kế một thí nghiệm tại Đại học Harvard và sử dụng ChemOS để thực hiện nó với thiết bị đặt ở phía đầu bên kia nước Mỹ, trong phòng thí nghiệm của Đại học Côlômbia (Mỹ). Theo các nhà khoa học, việc thực hiện thí nghiệm từ các phòng thí nghiệm tập trung có thể giúp giảm chi phí và cải thiện hiệu quả.

Các nhà sáng chế phần mềm ChemOS cũng biểu thị cách sử dụng phần mềm này để tìm kiếm những vật liệu mới. Họ cho biết, các hệ thống tự động hóa có thể sàng lọc nhanh và tối ưu hóa các phương pháp sản xuất ống nano cacbon hoặc phát hiện khung hữu cơ - kim loại mới, qua đó giúp chúng ta tạo ra, lưu trữ và sử dụng năng lượng theo phương pháp thân thiện môi trường hơn.

Theo các nhà khoa học tại Đại học Washington (Mỹ), những chương trình như ChemOS có thể rất thích hợp cho việc sàng lọc với hiệu suất cao. Các nhà khoa học tại đây đã tạo ra thuật toán giúp cho việc sàng lọc trở nên hiệu quả hơn và cho biết những thuật toán như vậy có thể có phạm vi tác động rộng nếu được tích hợp vào những phần mềm như ChemOS.

HV

Theo ChemistryWorld, 5/2018