Dr. Matthew Putman, CEO dan Co-Founder of Nanotronics – Interview Series

Dr. Matthew Putman adalah CEO dan Co-Founder of Nanotronics, sebuah perusahaan teknologi sains yang telah mendefinisikan ulang kontrol pabrik melalui penemuan platform yang menggabungkan AI, otomatisasi, dan pengimajan canggih untuk membantu kejeniusan manusia dalam mendeteksi kekurangan dan anomali dalam manufaktur, sebuah industri yang telah stagnan sejak 1950-an. Sebelum Nanotronics, Matthew adalah pemilik dan Wakil Presiden Pengembangan untuk Tech Pro, Inc., yang diakuisisi oleh Roper Industries pada 2008. Selama waktu di Tech Pro, ia memimpin dua akuisisi dan transformasi produsen instrumen menjadi pasar global baru, membentuk kemitraan atau anak perusahaan di 15 negara.

Apakah Anda dapat menjelaskan apa itu nanoteknologi?

Nanoteknologi telah memiliki dua makna yang berbeda selama 35 tahun atau lebih sejak istilah tersebut ada. Yang paling umum pada 2020 adalah bahwa nanoteknologi adalah penggunaan teknologi apa pun yang memiliki ukuran fitur kurang dari 100 nanometer. Kami melihat nanoteknologi yang sesuai dengan ini dalam lapisan tahan noda, tabir surya, dan purifikasi air. Ini menyajikan peluang tetapi tidak yang paling menarik. Bagi saya, nanoteknologi adalah kemampuan untuk memproduksi hal-hal yang presisi atom. Ketika Anda memiliki sesuatu yang presisi atom, Anda memiliki kemampuan untuk menavigasi melalui ruang tanpa batasan dunia makro. Anda memiliki sifat fisik dan listrik yang tidak hanya unggul, tetapi juga dapat dikendalikan. Ini adalah tempat di mana nanoteknologi memiliki kemungkinan untuk membuka area inovasi yang tidak mungkin dengan cara lain. Ini pertama kali digambarkan oleh Eric Drexler pada 1980-an, dan sekarang bahwa Kecerdasan Buatan dapat berinteraksi dengan ilmu material, biologi, kimia, dan fisika, hal-hal menjadi lebih mungkin daripada sebelumnya.

Industri mana yang paling siap untuk diubah oleh nanoteknologi?

Industri elektronik tampaknya memimpin jalan untuk semua yang lain. Potensi akhir dari Hukum Moore menggunakan manufaktur semikonduktor tradisional sebenarnya adalah kesempatan bagi nanoteknologi. Saya pikir kita akan mulai melihat hal-hal seperti arsitektur 3D substrat, kita akan melihat bahan baru yang tidak dapat kita gunakan sebelumnya untuk menyediakan lebih banyak efisiensi energi. Dan kita akan dapat melihat desain yang dibangun dengan biaya yang jauh lebih rendah daripada yang dibutuhkan untuk membangun semikonduktor saat ini. Setelah Anda melakukan ini, kita akan melihat bahwa sisanya dapat memanfaatkan sifat untuk memanipulasi objek pada skala ini, apakah itu biologi atau kimia, contoh dan prototipe yang kita lihat di semikonduktor akan diterapkan.

Apakah Anda dapat membagikan kisah asal di balik Nanotronics?

Kami memulai Nanotronics pada 2010, ketika saya bekerja di Universitas Columbia. Nanotronics sebenarnya adalah hasil, tidak banyak dari ingin memiliki perusahaan, tetapi ingin memastikan bahwa penemuan paling menarik dapat diskalakan. Laboratorium universitas adalah tempat penemuan yang luar biasa, tetapi tidak berarti banyak jika penemuan tetap di dalam laboratorium. Ini ada dalam DNA saya sebagai seseorang yang telah menghabiskan lebih banyak waktu di lantai pabrik daripada laboratorium akademis. Saya memulai Nanotronics dengan ayah saya yang merupakan pendiri perusahaan lain di mana kami bekerja bersama. Perusahaan itu (Tech Pro) diakuisisi pada 2008. Tujuan perusahaan itu (Tech Pro) adalah untuk menggunakan teknologi komputer dan instrumentasi terbaru untuk merevolusi industri yang lebih tua. Sungguh, Nanotronics adalah evolusi dari konsep itu. Dalam kasus Nanotronics, ini menggunakan Kecerdasan Buatan, pengimajan resolusi super, dan robotika untuk mengubah cara hal-hal dibangun. Ide ini tidak spesifik industri. Kami memiliki pelanggan pertama kami pada 2011, di semikonduktor generasi berikutnya yang sulit diskalakan karena cacat nanoskala yang menyebabkan hasil yang buruk, dan mencegah adopsi massal, meskipun kualitas luar biasa yang mereka berikan. Ini adalah tempat yang luar biasa untuk memulai, karena ini menyajikan sejumlah tantangan. Ini membuat kita dapat melihat tidak hanya ke industri tertentu tetapi memiliki lensa untuk manufaktur secara umum. Industri ini, semikonduktor senyawa, sekarang adalah segmen tercepat tumbuh di industri.

Nanotronics memiliki cara paten untuk melampaui Batas Abbe. Apakah Anda dapat menjelaskan apa itu Batas Abbe dan bagaimana Nanotronics dapat melampaui keterbatasan ini?

Batas Abbe adalah formalisasi dari hukum fisika yang disebut batas difraksi oleh Ernst Abbe. Ini adalah cara untuk memilih optik dengan menghitung Apertura Numerik sehingga gelombang cahaya tidak lebih besar dari objek yang ingin diimaji. Ini adalah sesuatu yang dapat kita lampaui, tetapi ini adalah sesuatu yang secara komputasi dapat kita atasi. Kami memiliki beberapa metode yang berbeda untuk melakukan ini. Salah satu cara yang sangat efektif untuk dapat menangani ini adalah sesuatu yang tidak kita mulai dengan sama sekali. Kami memiliki cara yang jauh lebih kompleks untuk melakukan kontrol gerakan dan rekonstruksi gambar daripada yang kita lakukan sekarang. Ini melibatkan memindahkan cahaya dan memindahkan benda fisik dan mengambil beberapa gambar dan menggunakan komputasi untuk melihat apa yang tidak dapat dilihat sebelumnya. Kami masih melakukan ini dalam beberapa kasus, tetapi lebih sering kami menggunakan kombinasi modalias cahaya dengan kecerdasan buatan. Secara esensial, kami mengklasifikasikan apa yang diharapkan AI untuk dilihat dan membandingkannya dengan apa yang dilihat, bahkan jika panjang gelombang cahaya lebih besar dari objek yang diimaji. Kami selalu mencari cara baru untuk melakukan ini dan tantangannya tidak selalu resolusi tetapi dapat mendeteksi sesuatu yang lebih kecil dari Batas Abbe, dan dapat melakukannya dengan kecepatan throughput yang sesuai dengan manufaktur.

Apakah Anda dapat membahas bagaimana Nanotronics menggabungkan pembelajaran mesin dengan nanoteknologi?

Saya telah membahas ini sedikit di pertanyaan sebelumnya tentang Batas Abbe. Dalam nanoteknologi, Anda dapat mengasumsikan bahwa sesuatu yang Anda selesaikan lebih kecil dari panjang gelombang cahaya yang Anda gunakan. Jadi, jika Anda dapat melihat sesuatu yang lebih kecil dan dapat melihatnya karena pembelajaran mesin, maka Anda dapat memanipulasi dan dapat belajar dari itu sendiri dan dapat membangun dengan itu. Ini adalah pertama kalinya ini memungkinkan dengan nanoteknologi. Kami melakukan eksperimen yang dapat Anda bayangkan menjadi sesuatu yang berharga dalam nanoteknologi, yang menggunakan pencetakan 3D dengan pembelajaran penguatan. Pencetak 3D dipandu oleh agen pembelajaran penguatan yang dimaksudkan untuk mengoptimalkan untuk memperbaiki anomali untuk mendapatkan properti akhir. Mereka melakukan ini dengan cara yang manusia tidak pernah membayangkannya. Meskipun itu tidak tepat nano, ide yang sama akan diterapkan.

Apakah Anda dapat membahas bagaimana nanoteknologi dan manusia dapat melengkapi satu sama lain?

Ini adalah pertama kalinya ketika manusia dengan keterampilan yang luar biasa dan kemampuan untuk menghubungkan banyak konsep yang berbeda pada saat yang sama dapat bekerja dengan kemampuan yang luar biasa cepat dari Kecerdasan Buatan. Ini dapat dilakukan dengan terus memperbarui tujuan yang kami inginkan AI untuk mengoptimalkan. Ini adalah cara untuk kami memberikan bimbingan sambil melihat hasil dari AI itu. Kami tidak selalu tahu strategi dan taktik yang AI akan ambil, tetapi kami tahu hasil yang kami inginkan untuk itu dicapai. Ini sangat penting dalam nanoteknologi di mana banyak insting kami tidak sejalan dengan cara fisika bekerja. Untungnya, AI tidak memiliki masalah dengan insting ini dan dapat bereaksi terhadap situasi yang ada dan belajar dengan cara yang kami tidak mampu. Pada dasarnya, kami mengajar AI dengan memberinya banyak kesempatan untuk belajar sendiri tanpa bias kami dan sebagai gantinya mengajar kami apa yang mungkin.

Nanotronics telah bermitra dengan sejumlah perusahaan pengurutan genom untuk membantu mengurangi biaya pengurutan genom. Apakah Anda dapat membahas beberapa kemitraan ini?

Saya tidak dapat membahas detail apa yang kami lakukan untuk pelanggan kami dalam pengurutan genom, tetapi saya dapat mengatakan bahwa tujuan kami dan di mana kami telah melihat beberapa keberhasilan, adalah untuk menggunakan modalias cahaya unik dan AI untuk meningkatkan hasil. Hasil yang lebih baik dapat dikaitkan dengan harga urutan. Jika Anda melakukan ini, ini akhirnya akan menyebabkan pengembangan vaksin dan terapi lain yang lebih cepat dan juga pengurutan genom yang sangat murah yang dapat menyebabkan genom $100. Tujuan pribadi saya, seperti halnya banyak orang lain, adalah untuk melihat pengobatan pribadi menjadi kenyataan sesegera mungkin.

Apa saja cara yang nanoteknologi dapat meningkatkan hasil sambil mengurangi limbah?

Nanoteknologi harus dikaitkan dengan pengurangan limbah, atau itu tidak benar-benar nanoteknologi menurut saya. Kami akan mengatakan bahwa nanoteknologi dan manufaktur presisi atomik adalah sinonim, oleh karena itu bahan baku dari apa yang Anda produksi harus tidak melibatkan limbah sama sekali. Kami pikir ini memungkinkan jika Anda memikirkan apa yang telah dicapai dengan menggunakan pembelajaran penguatan untuk teknik manufaktur lain yang kami lakukan.

Apakah ada yang lain yang Anda ingin bagikan tentang Nanotronics?

Kami melakukan sesuatu yang kami sebut kontrol pabrik cerdas (IFC). Kami melihat jalan pabrik cerdas sebagai perbaikan dari hasil pada pabrik tradisional hingga memimpin ke arah pabrik presisi atomik.

Terima kasih atas wawancara yang luar biasa, pembaca yang ingin mempelajari lebih lanjut harus mengunjungi Nanotronics.