- El desarrollo de un innovador laboratorio robótico permitirá a IMDEA Materiales aprovechar la inteligencia artificial (IA) y la automatización avanzada en el descubrimiento de materiales.
- La nueva instalación promete acelerar el descubrimiento de nuevos materiales con aplicaciones que van desde la medicina hasta plásticos sostenibles.
IMDEA Materiales inaugurará el primer laboratorio de robótica en España dedicado al descubrimiento de nuevos materiales basados en polímeros.
El laboratorio, liderado por el equipo de investigación de Descubrimiento Acelerado de Materiales (AMD) del instituto, se está desarrollando a través del proyecto DIGIMATER-CM, financiado por la Comunidad de Madrid y en colaboración con cinco destacadas instituciones de investigación y universidades.
El uso de tecnologías como la inteligencia artificial (IA) permite a los laboratorios automatizados acelerar la recopilación y el análisis de datos vitales para el descubrimiento de materiales y moléculas.
Aunque en los últimos años han comenzado a aparecer laboratorios de robótica en todo el mundo, su investigación se centra principalmente en el descubrimiento de pequeñas moléculas y en la síntesis de materiales a base de líquidos.
“Ciertamente, no somos los primeros en emplear esta estrategia de usar robots muy precisos que pueden trabajar 24/7 para generar datos para herramientas de IA en el descubrimiento de materiales”, explicó el Director Científico de IMDEA Materiales y coordinador del proyecto DIGIMATER-CM, el Prof. Javier LLorca.
“Lo que es realmente innovador, sin embargo, es que vamos a desarrollar materiales sólidos con microestructuras reales, materiales que requieren técnicas de procesamiento industrial”.
“Procesar líquidos es relativamente simple. Solo los mezclas y obtienes un nuevo material. Procesar materiales sólidos es mucho más complicado. Hay que utilizar técnicas como inyección y laminación, trabajar a altas temperaturas y optimizar la dispersión de nanopartículas”, agregó el Prof. LLorca.
“Por lo tanto, esta será una capacidad única, no solo en España, sino en todo el mundo, para procesar materiales destinados a aplicaciones de ingeniería”.
El Prof. LLorca coordina DIGIMATER-CM a través de su asociación con la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), uno de los seis grupos de investigación de la CAM que colaboran en el proyecto.
Junto con IMDEA Materiales, participan también la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M), la Universidad de Alcalá (UAH), el Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros del CSIC (ICTP-CSIC) y el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC).
En total, más de 30 investigadores estarán involucrados en el proyecto. DIGIMATER-CM también incorpora como socios asociados a cuatro empresas orientadas a la tecnología: Tolsa, Yainfe, ADDvance Manufacturing Technologies y SecretAligner.
IMDEA Materiales ya ha mostrado el potencial de las capacidades del laboratorio de robótica a través de la investigación financiada por el proyecto MAD2D-CM para el estudio de nanomateriales con funcionalidades avanzadas.
En términos sencillos, los laboratorios robóticos pueden acelerar el diseño de materiales al automatizar experimentos y recopilar grandes cantidades de datos rápidamente.
Estos datos pueden ser utilizados por herramientas de IA para identificar patrones y predecir propiedades de los materiales, algo que sería imposible de lograr a la misma escala por investigadores humanos.
“Dependiendo de qué tan optimizado esté el laboratorio robótico y el tipo de datos que se recolecten, podemos acelerar el proceso de recopilación de datos, enfatizó el Dr. Maciej Haranczyk, líder del grupo de investigación AMD. “Para dar un ejemplo más concreto, lo que hoy es un proyecto de doctorado de cuatro años podría convertirse en un trabajo de media semana en el mejor de los casos”.
El nuevo laboratorio será modular, permitiendo realizar simultáneamente pruebas y caracterizaciones de diversos materiales. Dentro del proyecto DIGIMATER-CM, los investigadores desarrollarán plásticos sostenibles (ICTP-CSIC) y materiales piezoeléctricos e inteligentes (ICMM-CSIC).
El grupo de investigación de Biometales, Recubrimientos y Dispositivos de IMDEA Materiales, dirigido por la Dra. Mónica Echeverry, también estará desarrollando biomateriales para la ingeniería de tejidos.
La UAH sintetizará los materiales base, mientras que la UC3M aportará su experiencia en robótica y visión por ordenador. El enfoque en una gama tan amplia de materiales y aplicaciones fue una decisión deliberada de los responsables del proyecto.
“Queremos asegurarnos de que este laboratorio sea robusto en términos de los tipos de materiales y experimentos que puede manejar”, señaló el Dr. Haranczyk.
“Para lograrlo, necesitamos realizar muchas pruebas que evalúen completamente las capacidades de esta nueva tecnología, y no podemos hacerlo sin la participación de diferentes grupos de investigación que trabajen en una variedad de campos”.
Aunque ya está operando en una etapa de prototipo en IMDEA Materiales, el laboratorio robótico completamente operativo, previsto por el proyecto DIGIMATER-CM, incluirá cinco robots que trabajarán de forma modular. Su enfoque será en materiales basados en polímeros, caracterización estructural y de degradación, y ensayos automatizados, entre otras funciones.
El proyecto DIGIMATER-CM «Digital strategies for autonomous discovery of materials for engineering applications» (referencia TEC-2024/TEC-102) está financiado a través de la convocatoria de ayudas a proyectos de I+D realizados en colaboración entre grupos de investigación pertenecientes a las Universidades y Organismos de Investigación de la Comunidad de Madrid en la modalidad de programas de actividades de I+D en tecnologías.
