Dr. Matthew Putman, CEO και Συνιδρυτής της Nanotronics – Σειρά Συνεντεύξεων

Ο Dr. Matthew Putman είναι ο CEO και Συνιδρυτής της Nanotronics, μια εταιρεία επιστημονικής τεχνολογίας που έχει αναedefinir την έλεγχο εργοστασίου μέσω της εφεύρεσης μιας πλατφόρμας που συνδυάζει την τεχνητή νοημοσύνη, την αυτοματοποίηση και την προηγμένη απεικόνιση για να βοηθήσει την ανθρώπινη ευφυΐα στην ανίχνευση ελαττωμάτων και ανωμαλιών στη производία, một βιομηχανία που έχει σταματήσει να εξελίσσεται από τη δεκαετία του 1950. Πριν από την Nanotronics, ο Matthew ήταν ιδιοκτήτης και Αντιπρόεδρος Ανάπτυξης για την Tech Pro, Inc., η οποία εξαγοράστηκε από την Roper Industries το 2008. Κατά τη διάρκεια της θητείας του στην Tech Pro, ηγούνταν δύο εξαγορών και τη μεταμόρφωση του κατασκευαστή οργάνων σε νέες παγκόσμιες αγορές, έχοντας σχηματίσει συνεργασίες ή θυγατρικές σε 15 χώρες.

Μπορείτε να περιγράψετε τι είναι η نانotechnology;

Η νανοτεχνολογία έχει λάβει δύο διαφορετικές σημασίες καθ’ όλη τη διάρκεια των 35 ετών που υπάρχει ο όρος. Η πιο κοινή το 2020 είναι ότι η νανοτεχνολογία είναι η χρήση οποιασδήποτε τεχνολογίας που έχει χαρακτηριστικό μέγεθος μικρότερο από 100 νανομέτρα. Βλέπουμε νανοτεχνολογία που ταιριάζει σε αυτό στα στρωμένα υλικά, τις κρέμες προστασίας από τον ήλιο και την καθαρισμό του νερού. Αυτό παρουσιάζει ευκαιρίες, αλλά δεν είναι το πιο ενδιαφέρον. Για μένα, η νανοτεχνολογία είναι η ικανότητα να κατασκευάζουμε πράγματα που είναι ατομικά ακριβή. Όταν έχετε κάτι που είναι ατομικά ακριβές, έχετε την ικανότητα να ναυτιázeτε στο χώρο χωρίς τις περιορισμούς του μακροκόσμου. Έχετε φυσικές και ηλεκτρικές ιδιότητες που δεν είναι μόνο ανώτερες, αλλά也是 ελέγξιμες. Αυτό είναι το σημείο όπου η νανοτεχνολογία έχει τη δυνατότητα να ανοίξει περιοχές καινοτομίας που δεν είναι δυνατόν με άλλους τρόπους. Αυτό περιγράφηκε για πρώτη φορά από τον Eric Drexler τη δεκαετία του 1980 και τώρα που η Τεχνητή Νοημοσύνη μπορεί να αλληλεπιδράσει με την επιστήμη των υλικών, τη βιολογία, τη χημεία και τη φυσική, τα πράγματα είναι πιο δυνατά από ποτέ.

Ποίες βιομηχανίες είναι πιο ώριμες για ανατροπή από την νανοτεχνολογία;

Η βιομηχανία ηλεκτρονικών είναι κάτι που φαίνεται να οδηγεί τον δρόμο για όλα τα άλλα. Το πιθανό τέλος του Νόμου του Moore με τη χρήση παραδοσιακής ημιαγωγικής κατασκευής είναι στην πραγματικότητα μια ευκαιρία για την νανοτεχνολογία. Νομίζω ότι θα αρχίσουμε να βλέπουμε πράγματα όπως 3D αρχιτεκτονική υποστρώματος, θα δούμε νέες υλικές που δεν μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε πριν για να παρέχουμε περισσότερη ενεργειακή απόδοση. Και θα μπορέσουμε να δούμε σχεδιασμούς που κατασκευάζονται με πολύ λιγότερο κόστος από ό,τι χρειάζεται για να κατασκευάσουμε ημιαγωγοί. Μόλις το κάνετε αυτό, θα δούμε ότι ο υπόλοιπος κόσμος θα επωφεληθεί από τις ιδιότητες για να χειριστεί αντικείμενα σε αυτή τη κλίμακα, είτε είναι βιολογία είτε χημεία, το παράδειγμα και το πρωτότυπο που θα δούμε στους ημιαγωγούς θα εφαρμοστούν.

Μπορείτε να μοιραστείτε την ιστορία γένεσης πίσω από την Nanotronics;

Ξεκινήσαμε την Nanotronics το 2010, όταν εργαζόμουν στο Πανεπιστήμιο Κολούμπια. Η Nanotronics είναι στην πραγματικότητα ένα αποτέλεσμα, όχι τόσο του να έχουμε μια εταιρεία, αλλά του να βεβαιωθούμε ότι οι πιο ενδιαφέρουσες εφευρέσεις θα μπορούσαν να κλιμακωθούν. Ένα εργαστήριο πανεπιστημίου είναι ένα μέρος με μεγάλο δυναμικό εφεύρεσης, αλλά δεν σημαίνει τίποτα αν η εφεύρεση παραμείνει στο εργαστήριο. Αυτό είναι στο DNA μου ως κάποιος που έχει περάσει περισσότερο χρόνο σε εργοστασιακούς πάτωμες παρά σε ακαδημαϊκά εργαστήρια. Ξεκινήσαμε την Nanotronics με τον πατέρα μου, ο οποίος ήταν ο ιδρυτής μιας άλλης εταιρείας όπου εργαζόμαστε μαζί. Αυτή η εταιρεία (Tech Pro) εξαγοράστηκε το 2008. Ο στόχος της εταιρείας (Tech Pro) ήταν να χρησιμοποιήσει την τελευταία τεχνολογία υπολογιστών και οργάνων για την επανάσταση των παλαιών βιομηχανιών. Στην πραγματικότητα, η Nanotronics είναι η εξέλιξη αυτής της концепції. Σε περίπτωση Nanotronics, χρησιμοποιούμε Τεχνητή Νοημοσύνη, υπεραπολύλυτη απεικόνιση και ρομποτική για να αλλάξουμε τον τρόπο με τον οποίο κατασκευάζονται τα πράγματα. Αυτή η ιδέα δεν ήταν συγκεκριμένη σε μια βιομηχανία. Έχαμε τον πρώτο πελάτη μας το 2011, στις ημιαγωγούς της επόμενης γενιάς που ήταν δύσκολο να κλιμακωθούν λόγω νανοκλίμακας ελαττωμάτων που προκαλούσαν κακές αποδόσεις και εμπόδιζαν τη μαζική υιοθέτηση, παρά τις απίστευτες ιδιότητες που παρέχουν. Αυτό ήταν ένα υπέροχο μέρος για να ξεκινήσουμε, καθώς παρουσίασε μια απίστευτη ποσότητα προκλήσεων. Μας έκανε να κοιτάξουμε όχι μόνο σε αυτή τη συγκεκριμένη βιομηχανία, αλλά και να έχουμε μια ματιά στη производία γενικά. Αυτή η βιομηχανία, οι σύνθετοι ημιαγωγοί, είναι τώρα το ταχύτερα αναπτυσσόμενο τμήμα της βιομηχανίας.

Η Nanotronics έχει ένα δικό της πατενταρισμένο τρόπο να υπερβεί τον Όριο Abbe. Μπορείτε να αρχίσετε εξηγώντας τι είναι το Όριο Abbe και πώς η Nanotronics είναι σε θέση να υπερβεί αυτό το όριο;

Το Όριο Abbe είναι η формαλισμός του νόμου της φυσικής που ονομάζεται όριο διάθλασης από τον Ernst Abbe. Αυτό είναι ένας τρόπος για να επιλέξετε οπτικά υπολογίζοντας την οπτική αριθμό για να μην είναι μεγαλύτερο από το αντικείμενο που θέλετε να απεικονίσετε. Αυτό είναι κάτι που μπορούμε να υπερβούμε, αλλά είναι κάτι που υπολογιστικά μπορείτε να το ξεπεράσετε. Έχουμε διάφορες μεθόδους για να το κάνουμε αυτό. Ένας από τους πιο αποτελεσματικούς τρόπους για να το κάνουμε είναι να χρησιμοποιήσουμε μια συνδυασμένη λύση φωτισμού με τεχνητή νοημοσύνη. Βασικά, ταξινομούμε τι περιμένουμε να δούμε και το συγκρίνουμε με αυτό που βλέπουμε, ακόμη και αν το μήκος κύματος του φωτός είναι μεγαλύτερο από το αντικείμενο που απεικονίζεται. Ψάχνουμε πάντα για νέους τρόπους για να το κάνουμε αυτό και η πρόκληση δεν είναι πάντα η ανάλυση, αλλά η ικανότητα να ανιχνεύσετε κάτι που είναι μικρότερο από το Όριο Abbe, και να το κάνετε με ταχύτητες που να ανταποκρίνεται στη производία.

Μπορείτε να συζητήσετε πώς η Nanotronics συνδυάζει την μηχανική μάθηση με την νανοτεχνολογία;

Απάντησα σε αυτό λίγο στην προηγούμενη ερώτηση σχετικά με το Όριο Abbe. Στην νανοτεχνολογία, μπορείτε να υποθέσετε ότι κάτι που επιλύετε είναι μικρότερο από το μήκος κύματος του φωτός που χρησιμοποιείτε. Έτσι, αν μπορείτε να δείτε κάτι που είναι μικρότερο και να το δείτε λόγω της μηχανικής μάθησης, τότε μπορείτε να το χειριστείτε και να μάθετε από αυτό και να το κατασκευάσετε. Αυτό είναι η πρώτη φορά που ήταν δυνατό με την νανοτεχνολογία. Κάνουμε ένα πείραμα που μπορείτε να φανταστείτε ότι θα γίνει κάτι πολύτιμο στην νανοτεχνολογία, το οποίο ήταν να χρησιμοποιήσουμε 3D εκτύπωση με ενίσχυση μάθησης. Ο 3D εκτυπωτής καθοδηγούταν από πράκτορες ενίσχυσης μάθησης που ήταν να βελτιστοποιήσουν για την επιδιόρθωση ανωμαλιών για να πάρουν μια τελική ιδιότητα. Το έκαναν με τρόπους που οι άνθρωποι δεν σκέφτηκαν ποτέ να το κάνουν. Ενώ αυτό δεν είναι ακριβώς νανο, η ίδια ιδέα θα εφαρμοστεί.

Μπορείτε να συζητήσετε πώς η νανοτεχνολογία και οι άνθρωποι μπορούν να ενισχύσουν ο ένας τον άλλον;

Αυτή είναι η πρώτη φορά που οι άνθρωποι με μεγάλη δεξιοτεχνία και την ικανότητα να συνδέουν πολλά διαφορετικά概念 σε οποιαδήποτε στιγμή μπορούν να δουλέψουν με την απίστευτα γρήγορη ικανότητα μιας Τεχνητής Νοημοσύνης. Αυτό μπορεί να γίνει με την συνεχή ενημέρωση των στόχων μας που θα ήθελα η Τεχνητή Νοημοσύνη να βελτιστοποιήσει. Είναι ένας τρόπος για να παρέχουμε καθοδήγηση ενώ παρακολουθούμε το αποτέλεσμα της Τεχνητής Νοημοσύνης. Δεν ξέρουμε πάντα ποια στρατηγική και τακτική θα λάβει η Τεχνητή Νοημοσύνη, αλλά ξέρουμε το αποτέλεσμα που θα ήθελα να επιτύχει. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό στην νανοτεχνολογία, όπου πολλές από τις ενστικτικές μας δεν είναι σύμφωνες με τον τρόπο που λειτουργεί η φυσική. Ευτυχώς, μια Τεχνητή Νοημοσύνη δεν έχει το πρόβλημα των ενστικτικών μας και μπορεί να αντιδράσει στην κατάσταση και να μάθει με τρόπους που δεν είμαστε ικανοί.

Η Nanotronics έχει συνεργαστεί με πολλές εταιρείες γονιδιακής αλληλουχίας για να βοηθήσει στη μείωση του κόστους της γονιδιακής αλληλουχίας. Μπορείτε να συζητήσετε κάποιες από αυτές τις συνεργασίες;

Ενώ δεν μπορώ να συζητήσω τις λεπτομέρειες του τι κάνουμε για τους πελάτες μας στην γονιδιακή αλληλουχία, μπορώ να πω ότι ο στόχος μας και όπου έχουμε δει κάποια επιτυχία, είναι να χρησιμοποιήσουμε μοναδικές λύσεις φωτισμού και Τεχνητή Νοημοσύνη για την βελτίωση των αποδόσεων. Καλύτερες αποδόσεις μπορούν να συνδεθούν πολύ με την τιμή μιας αλληλουχίας. Αν το κάνετε αυτό, θα οδηγήσει τελικά σε μια ταχύτερη ανάπτυξη εμβολίων και άλλων θεραπευτικών και επίσης σε εξαιρετικά φθηνή γονιδιακή αλληλουχία που θα μπορούσε να οδηγήσει σε μια γονιδιακή αλληλουχία 100 δολαρίων. Ο προσωπικός μου στόχος, όπως και για πολλούς άλλους, είναι να δούμε την ιατρική προσωποποιημένη να γίνεται πραγματικότητα όσο το δυνατόν γρηγορότερα.

Τι είναι κάποιες από τις τρόπους με τις οποίες η νανοτεχνολογία μπορεί να αυξήσει την απόδοση ενώ μειώνει τα απόβλητα;

Η νανοτεχνολογία πρέπει να συνδέεται με τη μείωση των αποβλήτων, ή δεν είναι πραγματικά νανοτεχνολογία από την άποψή μου. Θα πούμε ότι η νανοτεχνολογία και η ατομικά ακριβής κατασκευή είναι συνώνυμα,因此 η πρώτη ύλη της κατασκευής πρέπει να περιλαμβάνει καθόλου απόβλητα. Νομίζουμε ότι αυτό είναι δυνατό αν σκεφτείτε τι έχει επιτευχθεί με τη χρήση ενίσχυσης μάθησης για άλλες μεθόδους κατασκευής που κάνουμε.

Υπάρχει κάτι άλλο που θα ήθελε να μοιραστεί σχετικά με την Nanotronics;

Κάνουμε κάτι που ονομάζουμε έξυπνο έλεγχο εργοστασίου (IFC). Βλέπουμε το δρόμο των έξυπνων εργοστασίων ως μια μετάβαση από τη βελτίωση των αποδόσεων σε παραδοσιακά εργοστάσια προς την οδήγηση σε ατομικά ακριβείς εργοστάσια.

Ευχαριστούμε για τη μεγάλη συνέντευξη, οι αναγνώστες που θέλουν να μάθουν περισσότερα πρέπει να επισκεφθούν Nanotronics.