RAISE：用于界面性质表征发现的自驾实验室
机器人学
2025-10-09 v1
摘要
表面疏水性是医疗器械、涂层和纺织品的关键设计参数。接触角测量量化液体-表面相互作用，这些相互作用强烈依赖于液体配方。本文介绍了 Robotic Autonomous Imaging Surface Evaluator（RAISE），一个能够将液体配方优化与表面疏水性评估相链接的闭环自驾实验室。RAISE 包括一个完整的实验 orchestrator，能够混合液体成分以创建不同的配方鸡尾酒，将准备好的配方滴落到高通量台面上，并使用抓取-放置相机工具进行自动化滴液图像捕获。该系统还包括用于测量接触角的自动化图像处理管道。该闭环实验 orchestrator 与一个贝叶斯优化（BO）客户端集成，后者 enables 根据前一次接触角测量结果来探索新的配方，以满足用户定义的目标。该系统以高通量方式运行，可实现约每分钟一次的测量速率。我们演示了 RAISE 可用于探索表面活性剂疏水性，以及表面活性剂组合如何创建可调配方以补偿纯度相关变异。此外，多目标 BO 显示了如何基于应用特定目标实现精确且最优的配方。优化由一个可取值得分指导，该得分优先考虑接触角处于目标范围内的配方、最小化表面活性剂用量并降低成本。这一工作表明了 RAISE 在闭环系统中自主地将液体配方与接触角测量相链接，利用多目标 BO 高效识别符合研究者定义准则的最优配方。
引用
@article{arxiv.2510.06546,
title = {RAISE: A self-driving laboratory for interfacial property formulation discovery},
author = {Mohammad Nazeri and Sheldon Mei and Jeffrey Watchorn and Alex Zhang and Erin Ng and Tao Wen and Abhijoy Mandal and Kevin Golovin and Alan Aspuru-Guzik and Frank Gu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.06546},
year = {2025}
}
备注
Mohammad Nazeri, Sheldon Mei, and Jeffrey Watchorn contributed equally to this work. *Corresponding author: Frank Gu ([email protected])