Wilhelm Huck in het robotlab

Robotlab combineert chemie en AI

Het lijkt een droom, maar Wilhelm Huck gelooft er heilig in: een robotlab dat chemie en kunstmatige intelligentie (AI) combineert en zo materialen van de toekomst ontwikkelt. Huck is hoogleraar fysisch-organische chemie bij het Institute for Molecules and Materials van de Radboud Universiteit Nijmegen. Hij heeft van het Nationaal Groeifonds van het rijk een bijdrage van 97 miljoen euro gekregen om het wetenschappelijke programma Robotlab: de revolutie van zelfdenkende moleculaire systemen waar te maken.

Als we geen materialen uit de fossiele industrie meer willen gebruiken, met het oog op de CO2-uitstoot, dan moeten er als de wiedeweerga nieuwe materialen worden ontwikkeld, zo redeneert Wilhelm Huck. Als hoogleraar fysisch-organische chemie weet hij dat er oneindig veel combinaties van moleculen te maken zijn. Meer dan mensen kunnen bedenken.  

‘Daar komt bij dat we simpelweg de tijd niet hebben om van alles uit te proberen’, betoogt Huck. ‘Daarom hebben we kunstmatige intelligentie nodig om nieuwe, duurzame materialen, maar ook verven, coatings zonder PFAS en medicijnen te ontwikkelen.’ 

Eerste zelfsturend lab ter wereld

Met het wetenschappelijke onderzoeksprogramma Robotlab: de revolutie van zelfdenkende moleculaire systemen verwacht de Nijmeegse hoogleraar een grote stap in de goede richting te zetten. Samen met andere wetenschappelijke partners en het bedrijfsleven werkt initiatiefnemer Huck aan de bouw van het eerste volledig geautomatiseerde robotlab dat complexe moleculaire systemen kan bedenken.  

Door chemie en hoogwaardige technologie, zoals robotica en kunstmatige intelligentie (big data en zelflerende systemen) te combineren ontstaat zo’n zelfsturend lab. Zo’n lab kan veel sneller dan mensen oplossingen bedenken voor ingewikkelde vragen.

‘Wij mensen moeten het probleem formuleren, het robotlab werkt de oplossing uit waar wij dan weer aan kunnen schaven’, verklaart Huck. Hij beklemtoont dat er een enorme versnelling van wetenschappelijk onderzoek nodig is om een antwoord te vinden op vragen waar we voor staan door de klimaatcrisis.  

Wilhelm Huck in het robotlab

Materialentransitie

De energietransitie is nog maar de start van allerlei veranderingen, benadrukt de Nijmeegse hoogleraar. ‘We staan aan het begin van een enorme transitie, naast de energietransitie komt er ook een materialentransitie. Ga maar na wat er allemaal van kunststof is gemaakt. Kunststoffen zijn gemaakt van bouwstenen uit de fossiele industrie, zeg maar de olie-industrie. Als we kunststoffen willen vervangen, moeten we andere combinaties van moleculen, andere bouwstenen, gebruiken.’ 

Nijmegen, Eindhoven, Groningen

Het robotlab wordt door de Radboud Universiteit Nijmegen ontwikkeld in samenwerking met de Universiteit van Groningen, de Technische Universiteit Eindhoven, het onderzoeksinstituut AMOLF in Amsterdam en de Fontys Hogeschool in Eindhoven.

Na een periode van voorbereiding, gaat het echte werk beginnen. ‘De eerste mensen zijn aangenomen en we zijn bezig met de aankoop van een eerste robot’, meldt Huck. Hij is wetenschappelijk directeur van de stichting Big Chemistry, die het onderzoeksprogramma Robotlab: de revolutie van zelfdenkende moleculaire systemen uitvoert. 

De opzet van het onderzoeksprogramma is om in zeven jaar een volledig geautomatiseerd laboratorium, een robotlab, te ontwikkelen compleet met een netwerk van toeleveringsbedrijven.

Het ontstaan van deze economische activiteiten is een voorwaarde voor de subsidie van het Nationaal Groeifonds. De wens is om het robotlab op de Novio Tech Campus in Nijmegen te bouwen. 

Wilhelm Huck in het robotlab

AI trainen

Wetenschappers betrokken bij het robotlab gaan in eerste instantie aan de slag met het trainen van systemen voor kunstmatige intelligentie. ‘We moeten AI eerst van de benodigde chemische kennis voorzien, voordat je het kunt gebruiken’, zegt Huck.

‘AI weet op dit moment wel welke moleculen het moet maken, maar nog niet hoe je die zo kunt combineren dat het tot oplossingen leidt. We moeten nog veel data beschikbaar maken en experimenten doen.’  

Radicaal anders: Big Chemistry

Het robotlab kan bijvoorbeeld bijdragen aan het ontwikkelen van duurzame producten voor de verfindustrie, farmacie en de voedselindustrie.

Het voordeel van het lab is dat het ontwikkelingen mogelijk maakt, die meer gebaseerd zijn op big data en systematische analyse en minder op intuïtie en trial and-error, zoals nu gebruikelijk is.

‘Het is super spannend. We gaan alles radicaal anders doen en noemen dat Big Chemistry’, zegt Huck. ‘We werken aan co-creatie, waarbij de mens en de computer op een nieuwe manier samenwerken. Zo kunnen we sneller en beter werken aan wetenschappelijke doorbraken.’ 

Masters Open Dag
Ontdek masters op de Radboud Universiteit
Gepubliceerd op
20 november 2023
Tekst
Francien van Zetten
Fotografie
Linda Verweij
Heeft u een mooie technische innovatie of technisch initiatief?
Lever ons content aan en ontvang daarvoor 'free publicity' via Tech Gelderland!