“AI en chemie zijn een briljante combinatie” - Labinsights

“AI en chemie zijn een briljante combinatie”

icon.highlightedarticle.dark Beurs- en eventsorganisatie
29 januari 2025
AI + chemie
AI + chemie | Foto: Adobe Stock

Hoogleraar fysisch-organische chemie Wilhelm Huck ontwikkelt een volledig geautomatiseerd laboratorium dat chemie combineert met kunstmatige intelligentie (AI). Hier worden de materialen van de toekomst ontworpen – een doorbraak in de materialentransitie.

Met bijna 100 miljoen euro aan financiering van het Nationaal Groeifonds ontwikkelt Wilhelm Huck zijn robotlaboratorium van de toekomst dat de materialentransitie een boost moet geven.

“Er komt een enorme materialentransitie aan”, vertelt de hoogleraar fysisch-organische chemie aan de Radboud Universiteit Nijmegen. Met de groeiende noodzaak om fossiele grondstoffen achter ons te laten, worden nieuwe materialen essentieel. De traditionele trial-and-error-aanpak in de chemie kan het tempo niet bijbenen.

AI stelt ons in staat om verder te zoeken dan we gewend zijn, wordt niet beperkt door achtergrondkennis en kan buiten het bestaande zoekgebied treden.”

“AI wordt niet beperkt door achtergrondkennis en kan buiten het bestaande zoekgebied treden”
Hoogleraar fysisch-organische chemie Wilhelm Huck

Robotlab combineert AI met chemie

In wat een revolutionair robotlaboratorium moet worden, komen straks robots en AI samen om chemie volledig te automatiseren en het ontwikkelen van biobased materialen te versnellen.

“We moeten in allerlei toepassingen heel snel nieuwe verbindingen introduceren, die uiteindelijk hetzelfde effect hebben. Dat is moeilijk, omdat de eigenschappen van mengsels lastig te voorspellen zijn. Daarom denk ik dat AI en chemie echt een briljante combinatie zijn.”

Het lab gebruikt zelfsturende modules die moeten gaan samenwerken in een geïntegreerd systeem. “Ze voeren experimenten zelfstandig uit en genereren zo veel mogelijk data met zo min mogelijk stappen. We zitten nu in de fase waarin we kleinere robots en systemen bestellen en testen om over zeven jaar een volledig geïntegreerd en geautomatiseerd lab te hebben.”

“Biobased materialen zijn nooit identiek”
Hoogleraar fysisch-organische chemie Wilhelm Huck

Biobased materialen nooit identiek

Volgens Huck brengen biobased materialen unieke uitdagingen met zich mee. “We ontwikkelen nu producten op basis van goed gedefinieerde verbindingen die we uit de fossiele industrie krijgen. Schoon, precies gedefinieerd en reproduceerbaar. Altijd hetzelfde. Biobased materialen zijn nooit identiek. Neem bijvoorbeeld de suikerbiet. Suikerbieten uit Nederland zijn toch anders dan die uit Frankrijk. Uiteindelijk wil je dus robuustere producten ontwerpen, die nog steeds goed zijn als er een kleine afwijking is.”

Een van de toepassingen waar het robotlab momenteel aan werkt, is de ontwikkeling van alcoholvrij bier. “Samen met een bierproducent ontwikkelen we een proces om bier te maken dat ruikt en smaakt als een normale variant, maar geen alcohol bevat”, legt Huck uit.

“In een baanbrekend project proberen we nu duizenden varianten te maken om in de buurt te komen van het gewenste product. In de toekomst hopen we dat je simpelweg het gewenste geur- en smaakprofiel kunt beschrijven, en dat de AI dan de ingrediënten bepaalt en deze precies goed mengt.”

Het lab is een co-creatie met de industrie. “Wij willen oplossingen ontwikkelen waar de industrie iets aan heeft. Daarom betrekken we bedrijven vanaf het begin bij het proces en vertalen we hun problemen naar praktische oplossingen.”

“In de toekomst voeren wetenschappers geen experimenten meer uit”
Hoogleraar fysisch-organische chemie Wilhelm Huck

Onderzoeker wordt multi-disciplinair

Het robotlab verandert niet alleen de chemie, maar ook de rol van de onderzoeker. “In de toekomst voeren wetenschappers geen experimenten meer uit,” voorspelt Huck. “Ze formuleren hypothesen, terwijl robots en AI de uitvoering en analyse overnemen. We komen steeds verder af te staan van de praktische uitvoering en we gaan meer nadenken over het probleem dat we willen oplossen.”

Hij vervolgt: “Wetenschappers hebben daarom kennis nodig van meerdere disciplines, zoals chemie en programmeren. Of ze werken in teams waar verschillende expertises samenkomen.” AI maakt het bovendien mogelijk om vrijer te denken. “We werken nu vaak binnen de beperkingen van wat praktisch mogelijk is. Als die grenzen verdwijnen, ontstaan oplossingen waar we nu niet eens over na durven denken.”

Een indruk krijgen van LabAutomation?

LabAutomation 2024

LabAutomation 2025

Profile picture of Drs. Vincent Hentzepeter

Geschreven door Drs. Vincent Hentzepeter

Lees meer van Drs. Vincent Hentzepeter icon.arrow--dark

Blijf op de hoogte en mis geen artikel

Abonneren icon.arrow--dark