Nationaal Groeifonds steunt revolutionair onderzoek naar zelfdenkende moleculaire systemen
Het ontwerpen van complexe moleculaire mengsels is nu nog vaak een kunst. Robotlab, een volledig geautomatiseerd chemisch lab, zal het tot een op wetenschap gebaseerde technologie maken.
Het Nationaal Groeifonds moet ervoor zorgen dat de welvaart van Nederland ook voor de toekomst is gewaarborgd. Daarin speelt de TU/e een belangrijke rol, zoals bleek bij de toekenning van de subsidies in de tweede investeringsronde, vlak voor Pasen. Daarin werden maar liefst acht projecten beloond waarbij onderzoekers van onze universiteit zijn betrokken. In een serie artikelen lichten we de vier projecten uit met onze grootste bijdrage. Vandaag aandacht voor het Robotlab, een laboratorium waarin onderzoekers met behulp van kunstmatige intelligentie onder meer de complexiteit ontrafelen van chemische mengsels, zoals verven en vaccins.
Je zou het misschien niet verwachten, maar kunstmatige intelligentie (AI) speelt ook in de scheikunde en de materiaalkunde een steeds belangrijker rol. Onderzoekers proberen met slimme algoritmes, duurzame materialen en energiezuinige oplossingen voor dataopslag en dataverwerking te ontwikkelen.
AI kan ook helpen om de ongelooflijk complexe moleculaire systemen in ons lichaam beter te begrijpen, en zelfs na te bouwen. Om dit onderzoeksgebied, dat bekendstaat als Big Chemistry, een stimulans te geven, willen onderzoekers van onder meer de TU/e, de Radboud Universiteit in Nijmegen en de Rijksuniversiteit Groningen, een volledig geautomatiseerd chemisch laboratorium bouwen.
De oorsprong van het leven
In dit Robotlab kunnen wetenschappers met behulp van AI nieuwe complexe moleculaire systemen formuleren, zegt Bert Meijer, oprichter van het Eindhovense Instituut voor Complexe Moleculaire Systemen en namens de TU/e betrokken bij het project.
“We gaan dit doen door extreem veel experimenten uit te voeren, en met de data die dat oplevert algoritmes te trainen. Die worden daardoor zo slim dat ze chemisch complexe systemen beter begrijpen dan mensen en dat levert nieuwe ontwerpen op.”
Een belangrijk onderdeel van het programma bestaat uit het ontrafelen van de complexiteit van chemische mengsels, zoals verven, lijmen, dranken, vaccins en cosmetica. Het vinden van de juiste samenstelling van deze ‘formuleringen’ is nu vaak nog gebaseerd op trial-and-error, maar wordt door deze aanpak niet alleen veel efficiënter, maar ook duurzamer en milieuvriendelijker, zegt Meijer. Dit kan bijvoorbeeld door in het ontwerp al rekening te houden met de mogelijkheden van recycling. Veel bedrijven zijn geïnteresseerd in deze aanpak.
Wetenschappers kunnen het Robotlab onder andere ook gebruiken om de oorsprong van het leven te achterhalen. “Denk je eens in”, zegt Willem Huck, collega-onderzoeker van de Radboud Universiteit Nijmegen. “Automatisering en algoritmen zullen ons in staat stellen om miljoen jaren van evolutie op een versnelde manier uit te voeren in een laboratorium.”
In dit filmpje legt Willem Huck uit wat de bedoeling is van het Robotlab (bron: Radboud Universiteit Nijmegen)
Moleculaire computers
Ook willen de onderzoekers moleculaire computers gaan bouwen, die geïnspireerd zijn op hoe onze hersenen werken. Deze computers zouden net als ons brein zelf kunnen denken.
Een andere mogelijke toepassing van het Robotlab zijn biomaterialen die zich perfect kunnen aanpassen aan het lichaam. Omdat er miljoenen combinaties mogelijk zijn, biedt het Robotlab dankzij de AI de kans om precies die combinaties te vinden die in het lichaam het beste werken.
Het Nationale Groeifonds ondersteunt het Robotlab met 96,9 miljoen euro. Samen met bijdragen van kennisinstellingen en bedrijven komt de totale investering op 207,5 miljoen. euro. Het programma is in zekere zin, een voortzetting van het NWO Zwaartekracht-programma Functional Molecular Systems en duurt zeven jaar.
Meijer is erg blij met de bijdrage van het Groeifonds. “Deze subsidie komt precies op het juiste moment. Nederland is nu al wereldwijd leidend in het wetenschappelijk onderzoek naar complexe moleculaire systemen. Het geld uit het groeifonds helpt ons om deze toppositie met behulp van AI om te zetten in concrete applicaties met duurzaamheid als hoofdthema.”
Samenwerking
De TU/e werkt in dit project onder meer samen met de Radboud Universiteit Nijmegen, de Fontys Hogeschool Eindhoven, het AMOLF-instituut in Amsterdam, de Rijksuniversiteit Groningen en bedrijven uit de Brainport Campus Eindhoven en de NovioTech Campus in Nijmegen.
Meer informatie over het onderzoek naar complexe moleculaire systemen is te vinden op de website van het Instituut voor Complexe Moleculaire Systemen.
Lees ook over onze bijdrage aan drie andere Groeifonds-projecten:
Slimmere steden door betere uitwisseling en ontsluiting data
Verbreden en versterken van de hightech sector in Nederland
Ruim miljard euro geeft enorme impuls aan fotonicasector in Eindhoven
Meer over AI
Het laatste nieuws
