Het Delftse Delmic zet kunstmatige intelligentie en robotica in om de voorbereiding van monsters voor elektronenmicroscopie verder te automatiseren. De technologie moet handmatige stappen overnemen die onderzoekers nu nog veel tijd kosten bij onderzoek naar onder meer computerchips, geneesmiddelen en zonnecellen.
De technologie wordt getoond tijdens het International Microscopy Congress (IMC21) in Liverpool. Delmic richt zich daarbij op het automatiseren van werkzaamheden rondom de microscoop. Hoewel elektronenmicroscopen steeds sneller en nauwkeuriger metingen op nanoschaal kunnen uitvoeren, vraagt de voorbereiding van monsters volgens het bedrijf nog veel handmatig werk.
Bij cryo-elektronenmicroscopie worden eiwitten en celstructuren in bevroren toestand onderzocht. Voor een meting moeten zeer dunne delen van het monster op de juiste plaats worden uitgesneden. Delmics METEOR-systeem gebruikt fluorescentiemicroscopie om de relevante eiwitten te lokaliseren, waarna het systeem bepaalt waar het monster moet worden gesneden. Daarmee wordt een taak geautomatiseerd die voorheen grotendeels door een menselijke operator werd uitgevoerd.
Ook bij onderzoek naar materialen automatiseert Delmic een deel van het meetproces. Bij zogeheten kathodoluminescentie wordt gemeten welk licht een materiaal uitzendt wanneer het wordt blootgesteld aan een elektronenbundel. Deze methode wordt onder meer gebruikt om defecten op nanoschaal te onderzoeken in materialen voor chips, elektrische voertuigen, ledtechnologie en datacenters.
Onderzoekers moeten daarbij doorgaans zelf bepalen op welke locaties in een materiaal een meting wordt uitgevoerd. Een nieuwe generatie van Delmics SPARC-technologie automatiseert ook die selectie. Daardoor kan een groter deel van het proces zonder voortdurende tussenkomst van een onderzoeker plaatsvinden.
Volgens Delmic kan verdere automatisering ervoor zorgen dat onderzoekers in dezelfde tijd meer monsters en meetpunten verwerken. Dat moet vooral van belang zijn in onderzoeksgebieden waarin de microscoop zelf niet langer de belangrijkste beperking vormt, maar de handmatige voorbereiding en selectie van monsters.
“Researchers often base their work on very limited data, simply because the measurements take too long,” zegt CEO Sander den Hoedt. Volgens hem kan automatisering grotere hoeveelheden meetgegevens beschikbaar maken, waardoor onderzoekers beter kunnen bepalen of een waarneming structureel is of op toeval berust.
Delmic werd in 2011 opgericht als spin-off van de TU Delft en ontwikkelt technologie voor elektronenmicroscopie. Het bedrijf levert systemen voor onder meer cryo-elektronenmicroscopie en kathodoluminescentie aan meer dan 220 onderzoeksinstellingen in ruim 30 landen.
