次世代量子ドットを発見する多ロボットラボ(Meet Rainbow: The Multi-Robot Lab Racing to Discover the Next Quantum Dots)

2025-08-25 ノースカロライナ州立大学(NCState)

NC Stateの研究チームは、「Rainbow」と呼ばれる世界初のマルチロボットによる完全自律実験室を開発しました。Rainbowは最大1,000実験を1日で実行可能で、化学前駆体の調製、混合、並列リアクション(最大96反応)をミニチュアリアクターで行い、その後、キャラクタリゼーションロボットが結果を解析します。研究者は目標とする物性(発光波長やバンドギャップなど)と「実験バジェット」を設定するだけで、システムが機械学習を駆使して次の実験を自律的に設計・実行し、最適な量子ドット合成レシピを迅速に導き出します。従来であれば数年かかる研究を数日に短縮する効率性が特長です。成果は『Nature Communications』に掲載されました。

<関連情報>

自律型マルチロボットによる金属ハロゲン化物ペロブスカイトナノ結晶の合成と最適化 Autonomous multi-robot synthesis and optimization of metal halide perovskite nanocrystals

Jinge Xu,Christopher H. J. Moran,Arup Ghorai,Fazel Bateni,Jeffrey A. Bennett,Nikolai Mukhin,Koray Latif,Andrew Cahn,Pragyan Jha,Fernando Delgado Licona,Sina Sadeghi,Lior Politi & Milad Abolhasani
Nature Communications  Published:22 August 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-63209-4

次世代量子ドットを発見する多ロボットラボ(Meet Rainbow: The Multi-Robot Lab Racing to Discover the Next Quantum Dots)

Abstract

Metal halide perovskite (MHP) nanocrystals (NCs) offer extraordinary tunability in their optical properties, yet fully exploiting this potential is challenged by a vast and complex synthesis parameter space. Herein, we introduce Rainbow, a multi-robot self-driving laboratory that integrates automated NC synthesis, real-time characterization, and machine learning (ML)-driven decision-making to efficiently navigate MHP NCs’ mixed-variable high-dimensional landscape. Using parallelized, miniaturized batch reactors, robotic sample handling, and continuous spectroscopic feedback, Rainbow autonomously optimizes MHP NC optical performance—including photoluminescence quantum yield and emission linewidth at a targeted emission energy—through closed-loop experimentation. By systematically exploring varying ligand structures and precursor conditions, Rainbow elucidates critical structure–property relationships and identifies scalable Pareto-optimal formulations for targeted spectral outputs. Rainbow provides a versatile blueprint for accelerated, data-driven discovery and retrosynthesis of high-performance metal halide perovskite nanocrystals, facilitating the on-demand realization of next-generation photonic materials and technologies.

0505化学装置及び設備
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました