Automated Scientific Discovery – Food (RAISE Pilot Project)

Očekávaný výsledek:Očekává se, že výsledky projektu přispějí k těmto očekávaným výsledkům:vývoj vědeckých experimentálních systémů s uzavřenou smyčkou, které integrují automatizaci s důvěryhodnými rozhodovacími procesy založenými na umělé inteligenci ve stávajících laboratorních prostředích;zrychlené vědecké objevy se zvýšenou účinností a reprodukovatelností;vyšší vědecká produktivita;pokrok v automatizaci laboratoří, včetně rozvoje osvědčených postupů, výzev a příležitostí pro urychlení výzkumu a vývoje;Prototypové funkční demonstrátory, které předvádějí integraci automatizace s rozhodováním řízeným umělou inteligencí, což umožňuje vývoj vědeckých experimentálních systémů s uzavřenou smyčkou. Oblast působnosti:Toto téma se zabývá vývojem bezpečných a důvěryhodných vědeckých experimentálních systémů s uzavřenou smyčkou prostřednictvím integrace automatizace laboratoří s rozhodovacími procesy řízenými umělou inteligencí a robustními datovými infrastrukturami. Financovaný projekt pomůže vědeckým laboratořím s již pokročilou úrovní automatizace a digitalizace navrhnout, vyvinout a otestovat vrstvu inteligence, která umožňuje vědeckému přístrojovému vybavení částečně nebo zcela autonomně plánovat, provozovat a analyzovat experimenty, v ideálním případě v koordinaci/síti s jinými laboratořemi a bez nutnosti úplného přepracování stávajícího vybavení laboratoří.Návrhy budou zahrnovat komplexní systémy správy dat schopné zpracovávat sběr, ukládání, zpracování a sdílení experimentálních dat. To zahrnuje vývoj škálovatelných a bezpečných řešení pro ukládání dat, účinných nástrojů pro zpracování a analýzu dat a mechanismů usnadňujících sdílení dat a spolupráci mezi laboratořemi při současném zajištění bezpečnosti a soukromí dat.Systémy by mohly zahrnovat moduly optimalizace zdrojů založené na umělé inteligenci, které by aktivně minimalizovaly spotřebu energie, činidla a materiálu během automatizovaných experimentálních cyklů. Systémy by měly mít odpovídající úroveň bezpečnosti a robustnosti již od návrhu.Návrhy by měly prokázat, jak lze stávající laboratoř dovybavit softwarovými systémy řízenými umělou inteligencí, aby bylo možné experimenty plánovat, provádět a analyzovat v uzavřené smyčce a začlenit lidský dohled a interakci s cílem zajistit přesnost, bezpečnost a etické dodržování předpisů.Možné cíle výzkumu zahrnují (demonstrativní výčet):autonomní/poloautonomní a adaptivní systémy UI (včetně agens UI), které jsou propojeny s laboratorními nástroji a robotikou a mohou samostatně plánovat, jednat, učit se a přizpůsobovat se ve vědeckém prostředí v rámci ověřeného bezpečného potrubí;Asistenční a interaktivní bezpečné robotické systémy řízené umělou inteligencí, které automatizují různé experimenty a lze je použít pro různé hardwarové nastavení;škálovatelná automatizační řešení a síťové systémy UI, které umožňují kooperativní experimentování ve více laboratořích a sítích laboratoří (včetně různých zeměpisných umístění), čímž podporují současné provádění velkých objemů experimentů;systémy, které poskytují zpracování a analýzu dat v reálném čase a umožňují okamžitou zpětnou vazbu a dynamické úpravy během experimentů;normy a protokoly pro zajištění interoperability mezi různými laboratorními nástroji, robotikou a systémy UI;Intuitivní uživatelská rozhraní pro lepší interakci mezi člověkem a strojem;systémy prediktivní údržby založené na umělé inteligenci pro optimalizaci provozuschopnosti zařízení a využívání zdrojů;Zkoumání toho, jak lze vědecké automatizační technologie přizpůsobit pro použití v různých vědeckých oborech nad rámec těch, které jsou předmětem této výzvy. Ačkoli rozsah této výzvy upřednostňuje vývoj softwaru, nevylučuje odůvodněný nákup doplňkového vybavení nezbytného k realizaci výzkumných cílů projektu.Oblasti dopadu automatizovaného experimentování v oblasti biomasy a přesné fermentace by mohly zahrnovat vývoj alternativních zdrojů bílkovin při výrobě potravin a alternativních tuků, biologických materiálů, speciálních sacharidů, biotechnologií v potravinových systémech (jako jsou biochemické látky, mikrobiální kultury atd.), složek potravin.Mezinárodní spolupráce je podporována.