Descoberta Científica Automatizada – Alimentos (piloto RAISE)

Resultado Esperado:

Espera-se que os resultados do projeto contribuam para os seguintes resultados esperados:

• Desenvolvimento de sistemas de experimentação científica em circuito fechado que integram automação com processos de tomada de decisão confiáveis e baseados em IA em ambientes de laboratório existentes;
• Descoberta científica acelerada com maior eficiência e reprodutibilidade;
• Produtividade científica aprimorada;
• Avanço da automação laboratorial, incluindo o desenvolvimento de melhores práticas, desafios e oportunidades para acelerar P&D;
• Demonstradores funcionais protótipos que mostram a integração da automação com a tomada de decisão baseada em IA, permitindo o desenvolvimento de sistemas de experimentação científica em circuito fechado.

Escopo:

Este tópico aborda o desenvolvimento de sistemas de experimentação científica em circuito fechado seguros e confiáveis através da integração da automação laboratorial com processos de tomada de decisão baseados em IA e infraestruturas de dados robustas. O projeto financiado ajudará laboratórios científicos com um nível já avançado de automação e digitalização a projetar, desenvolver e testar a camada de inteligência que permite que a instrumentação científica planeje, execute e analise experimentos de forma semi ou totalmente autônoma, idealmente em coordenação/rede com outros laboratórios e sem exigir uma redesenho completo do equipamento laboratorial existente.

As propostas incorporarão sistemas abrangentes de gerenciamento de dados capazes de lidar com a coleta, armazenamento, processamento e compartilhamento de dados experimentais. Isso inclui o desenvolvimento de soluções de armazenamento de dados escaláveis e seguras, ferramentas eficientes de processamento e análise de dados e mecanismos para facilitar o compartilhamento de dados e a colaboração entre laboratórios, garantindo a segurança e a privacidade dos dados.

Os sistemas podem incorporar módulos de otimização de recursos baseados em IA, minimizando ativamente o consumo de energia, reagentes e materiais durante os ciclos de experimentação automatizados. Os sistemas devem incorporar um nível apropriado de segurança e robustez por design.

As propostas devem demonstrar como um laboratório existente pode ser adaptado com sistemas de software baseados em IA para planejar, executar e analisar experimentos de forma em circuito fechado, incorporando supervisão e interação humana para garantir precisão, segurança e conformidade ética.

Os possíveis alvos de pesquisa incluem (não exaustivamente):

• Sistemas de IA autônomos/semi-autônomos e adaptativos (incluindo IA agêntica) que se conectam a instrumentos e robótica de laboratório e podem planejar, agir, aprender e se adaptar autonomamente dentro de um ambiente científico, dentro de um pipeline seguro validado;
• Sistemas robóticos assistivos e interativos seguros gerenciados por IA que automatizam diversos experimentos e podem ser aplicados a uma configuração de hardware diversa;
• Soluções de automação escaláveis e sistemas de IA em rede que permitem a experimentação colaborativa em vários laboratórios e redes de laboratórios (incluindo diferentes localizações geográficas), suportando a execução simultânea de grandes volumes de experimentos;
• Sistemas que fornecem processamento e análise de dados em tempo real, permitindo feedback imediato e ajustes dinâmicos durante os experimentos;
• Padrões e protocolos para garantir a interoperabilidade entre diferentes instrumentos de laboratório, robótica e sistemas de IA;
• Interfaces de usuário intuitivas para interação aprimorada entre humanos e máquinas;
• Sistemas de manutenção preditiva baseados em IA para otimizar o tempo de atividade do equipamento e a utilização de recursos;
• Exploração de como as tecnologias de automação científica podem ser adaptadas para uso em várias disciplinas científicas além do escopo desta chamada.

Embora o escopo desta chamada priorize o desenvolvimento de software, ele não exclui a compra justificada de equipamentos complementares necessários para implementar os alvos de pesquisa do projeto.

Áreas de impacto da automação…