آزمایشگاه در اختیار ربات‌ها

اگرچه برون‌سپاری بخش‌های دشوار یا وقت‌گیر روند آزمایشی کار جدیدی نیست، اما آزمایشگاه امرالد جزو اولین آزمایشگاه‌های جهان است که به هرکسی که لپ‌تاپ و کارت‌اعتباری دارد اجازه می‌دهد با کل معرف‌ها و مجموعه ابزار دقیق موجود در مرکزی تحقیقاتی در سطح جهانی کار کند. جذابیت این رویکرد در طول همه‌گیری زمانی که بسیاری از محققان قادر به فعالیت در آزمایشگاه‌های خود به‌صورت حضوری نبودند آشکار شد. بنیان‌گذاران آزمایشگاه‌های ابری می‌گویند این آینده علم است.

آزمایشگاه ابری در حقیقت مکانی است که هر شخصی از هر کجای جهان می‌تواند فقط با استفاده از مرورگر خود آزمایش‌ها را از راه دور کنترل کند. به این ترتیب که نرم‌افزاری، ربات‌ها و ابزار‌های علمی خودکار را برای انجام آزمایش و پردازش داده‌ها هماهنگ و برنامه‌ریزی می‌کند. البته هنوز کار‌هایی وجود دارد که ربات‌ها نمی‌توانند انجام دهند. برای مثال بلندکردن ظروف بزرگ مایعات یا بازکردن نمونه‌های ارسال‌شده با پست، برخی از ابزار‌های آزمایشگاهی هستند که هنوز به‌صورت خودکار قابل برنامه‌ریزی نیستند. به همین دلیل چند متصدی هم در این آزمایشگاه حضور دارند. امرالد در ابتدا از دانشمندان و تکنیسین‌های آزمایشگاهی برای کمک به اجرای روان تاسیسات استفاده می‌کرد، اما به مرور با خودکارشدن بیشتر بخش‌ها آن‌ها کاری برای انجام‌دادن نداشتند.

این آزمایشگاه‌ها بهره‌وری بالایی دارند، زیرا محققان می‌توانند چند آزمایش را به‌طور همزمان انجام دهند، آن‌ها را در صف قرار دهند تا در طول یک شب یا درحالی‌که به کار دیگری مشغولند آزمایش‌ها انجام شوند. به این ترتیب کاربران می‌توانند کاری که ۱۰دانشمند در آزمایشگاهی سنتی انجام می‌دهند را به‌تن‌هایی از راه دور در این آزمایشگاه انجام دهند. در این آزمایشگاه هیچ زمانی برای راه‌اندازی یا خراب‌شدن تجهیزات تمیزکردن، نگهداری و تعمیر ابزار‌ها یا پرکردن انبار‌ها صرف نمی‌شود.

دانشمندان دانشگاه کارنگی ملون پیتزبورگ از کار‌هایی که کارکنان و دانشجویان می‌توانستند در آزمایشگاه ابری امرالد انجام دهند بسیار تحت تأثیر قرار گرفتند و از آن‌ها خواستند آزمایشگاه مشابهی را برای آن‌ها بسازد. یکی از محققان این دانشگاه موفق شد آزمایش‌های رساله دکترای خود را که یک‌سال زمان می‌برد در عرض چند هفته بازسازی کند.

ربکا دورگ، رئیس کالج علوم کارنگی ملون می‌گوید: «با توجه به هزینه دسترسی یک‌ساله به آزمایشگاه ابری که اغلب کمتر از قیمت یک قطعه تجهیزات آزمایشگاهی پیشرفته است، این مدل می‌تواند تحول‌آفرین باشد. همه ما همکارانی در مکان‌هایی داریم که منابع کافی ندارند و فقط به‌دلیل نداشتن پول کافی نمی‌توانند برخی تحقیقات علمی را که مورد نظرشان است انجام دهند؛ بنابراین با اتصال به اینترنت و دسترسی به آزمایشگاه ابری، ورق می‌تواند برگردد.»

دورگ، متخصص آماری است که در حوزه علم سمت مدیریتی دارد. او که از حذف خطا‌های انسانی در کار‌های تجربی هیجان‌زده است می‌گوید: «من نمی‌گویم که همه چیز در علم خودکار باشد بلکه معتقدم برای کار‌های تکراری، زمانی که محققان فرآیند را یاد گرفتند، نیازی نیست آنجا بایستند و آن کار را بار‌ها انجام دهند.»
دانشمندانی مانند دورج بر این باورند که دقت آزمایشگاه‌های کنترل از راه دور می‌تواند به رفع آنچه که به‌عنوان «بحران تکرارپذیری» علم شناخته می‌شود کمک کند. وارد کردن آزمایشی به مرورگر که با کمک ربات‌ها انجام می‌شود، محققان را وادار می‌کند تا جزئیات دقیق هر مرحله را به شکل کدی بدون ابهام ترجمه کنند. برای مثال، چیزی که زمانی در مقاله‌ای علمی به‌عنوان «مخلوط کردن نمونه‌ها» نوشته می‌شد، به دستورالعمل کامپیوتری دقیقی برای یک ماشین خاص تبدیل می‌شود که تعداد معینی چرخش در دقیقه برای مدت‌زمان معینی را نشان می‌دهد. دورج بسیاری از همکاران خود را تشویق کرده است که از این روش حمایت کنند، اما همه آن‌ها از این ایده حمایت نکرده‌اند. بسیاری از دانشمندان فکر می‌کنند کار در کنار همکاران پشت میز کار آزمایشگاه و مناظره با همکاران و صدا‌های دستگاه‌ها و انجام آزمایش‌ها چیزی است که به شکل‌گیری ایده‌های هیجان‌انگیز و اتفاقات مثبت کمک می‌کند. برخی نگران کیفیت داده‌های تولیدشده در آزمایشگاه‌هایی هستند که هرگز پا در آن نگذاشته‌اند.

پل فریمونت، یکی از بنیان‌گذاران مرکز نوآوری و دانش بریتانیا در زیست‌شناسی مصنوعی معتقد است آزمایشگاه‌های کنترل از راه دور هنوز به اندازه کافی به بلوغ نرسیده‌اند که بتوانند آنچه را که در دسترس دانشمندانی است که تجهیزات خودکار را خود راه‌اندازی کرده‌اند، تکرار کنند. نگرانی دیگر فریمونت این است که دانشمندان به‌درستی نرم‌افزار یا سخت‌افزاری را که داده‌ها را تولید می‌کند درک نمی‌کنند یا با آن‌ها درگیر نیستند. او می‌گوید: «ما باید نسلی از دانشمندان را داشته باشیم که بدانند چگونه این زیرساخت‌ها را خودشان بسازند و چگونه با آن کار کنند. داشتن تجربه عملی برای وقوع چنین امری ضروری است. این که دانش ساخت منحصرا فقط در دست چند آزمایشگاه یا شرکت بزرگ خصوصی باشد، درست نیست.»

برخی کارشناسان بر این باورند که دسترسی آسان به آزمایشگاه‌های پیشرفته تهدیدی بالقوه برای امنیت زیستی یا بیوتروریسم است. از لحاظ تئوری، گروه‌های کوچک یا حتی افراد بدون تجربه تحقیقاتی می‌توانند از آزمایشگاه‌های ابری برای انجام آزمایش‌های پیچیده زیستی استفاده کنند. دکتر فیلیپا لنتزوس، متخصص خطرپذیری و امنیت زیستی در کینگز کالج لندن می‌گوید: «آزمایشگاه‌ها می‌گویند که فقط با شرکای قابل‌اعتماد کار می‌کنند، اما آن‌ها بسیار مشتاق هستند که بازار خود را وسعت بخشند. گرچه باید به یاد داشته باشیم اکثر محققان نیت علمی مثبت دارند، اما در واقعیت افراد بسیار دیوانه‌ای نیز در جهان وجود دارند که چنین آزمایشگاه‌هایی موانع را از جلوی پایشان برمی دارد.»

با وجود این، مسئولان آزمایشگاه‌های ابری می‌گویند همه آزمایش‌های برنامه‌ریزی‌شده را بررسی می‌کنند و سازوکار‌هایی برای شناسایی و رد آزمایش‌هایی که غیرقانونی یا خطرناک به نظر می‌رسند دارند. به‌علاوه، آن‌ها استدلال می‌کنند دیجیتال‌شدن کامل تمام مراحلی که در آزمایشگاه اتفاق می‌افتد، درواقع ثبت و نظارت بر امور را نسبت به آنچه که در یک آزمایشگاه سنتی رخ می‌دهد آسان‌تر می‌کند.

با وجود تمام نگرانی‌ها، تقاضا برای آزمایشگاه ابری در حال افزایش است. امرالد در حال گسترش ظرفیت خود برای پاسخگویی به تقاضا، عمدتا از سوی شرکت‌های داروسازی و استارتاپ‌های زیست‌فناوری است. در آینده، آزمایشگاه‌های ابری حتی ممکن است تصمیم بگیرند که چه آزمایش‌هایی را خودشان انجام دهند. داده‌های تولیدشده در آزمایشگاه‌های ابری- که زیست‌شناسی را به فناوری اطلاعات ترجمه می‌کنند - هوش‌مصنوعی و یادگیری ماشینی را قدرتمندتر می‌کند. ترکیب همه این فناوری‌ها می‌تواند روزی به ساخت سیستم‌هایی منجر شود که بتوانند خود نظریه‌ها را توسعه دهند و آن‌ها را به‌صورت فیزیکی بدون دخالت انسان آزمایش کنند. البته گسترش چنین آزمایشگاه‌هایی به معنی بیکار شدن محققان سنتی نیست، چون همیشه به افرادی نیاز است که ترتیب پاسخگویی به سؤالات را اولویت‌بندی کنند، اما می‌توان گفت روز‌های نشستن روی یک صندلی با کت سفید و دستکش در کنار شعله یک چراغ بونسن به پایان رسیده و عصر ربات‌های پژوهشگر آغاز شده است.

روزنامه جام جم