RAISE: A self-driving laboratory for interfacial property formulation discovery
Notice bibliographique
Résumé
Surface wettability is a critical design parameter for biomedical devices, coatings, and textiles. Contact angle measurements quantify liquid-surface interactions, which depend strongly on liquid formulation. Herein, we present the Robotic Autonomous Imaging Surface Evaluator (RAISE), a closed-loop, self-driving laboratory that is capable of linking liquid formulation optimization with surface wettability assessment. RAISE comprises a full experimental orchestrator with the ability of mixing liquid ingredients to create varying formulation cocktails, transferring droplets of prepared formulations to a high-throughput stage, and using a pick-and-place camera tool for automated droplet image capture. The system also includes an automated image processing pipeline to measure contact angles. This closed loop experiment orchestrator is integrated with a Bayesian Optimization (BO) client, which enables iterative exploration of new formulations based on previous contact angle measurements to meet user-defined objectives. The system operates in a high-throughput manner and can achieve a measurement rate of approximately 1 contact angle measurement per minute. Here we demonstrate RAISE can be used to explore surfactant wettability and how surfactant combinations create tunable formulations that compensate for purity-related variations. Furthermore, multi-objective BO demonstrates how precise and optimal formulations can be reached based on application-specific goals. The optimization is guided by a desirability score, which prioritizes formulations that are within target contact angle ranges, minimize surfactant usage and reduce cost. This work demonstrates the capabilities of RAISE to autonomously link liquid formulations to contact angle measurements in a closed-loop system, using multi-objective BO to efficiently identify optimal formulations aligned with researcher-defined criteria.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».