Dr. Matthew Putman, CEO dan Salah Satu Pendiri Nanotronics – Seri Wawancara

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

Bisakah Anda menggambarkan apa itu нанотехнологии?

Nanoteknologi telah mengambil dua arti berbeda selama 35 tahun atau lebih sehingga istilah tersebut telah ada. Yang paling umum di tahun 2020 adalah nanoteknologi adalah penggunaan teknologi apa pun yang memiliki ukuran fitur kurang dari 100 nanometer. Kami melihat teknologi nano yang cocok untuk pelapis tahan noda, tabir surya, dan pemurnian air. Ini menyajikan peluang tetapi bukan yang paling menarik. Bagi saya, nanoteknologi adalah kemampuan untuk membuat benda-benda yang presisi secara atomik. Ketika Anda memiliki sesuatu yang tepat secara atomik, Anda memiliki kemampuan untuk menavigasi ruang tanpa batasan dunia makro. Anda memiliki sifat fisik dan listrik yang tidak hanya unggul, tetapi juga dapat dikontrol. Di sinilah nanoteknologi memiliki kemungkinan untuk membuka bidang inovasi yang tidak mungkin dilakukan dengan cara lain. Ini pertama kali digariskan oleh Eric Drexler pada 1980-an, dan sekarang Kecerdasan Buatan dapat berinteraksi dengan ilmu material, biologi, kimia, dan fisika, segala sesuatu menjadi lebih mungkin daripada sebelumnya.

Industri mana yang paling rentan terhadap gangguan oleh nanoteknologi?

Industri elektronik adalah sesuatu yang tampaknya memimpin untuk yang lainnya. Akhir potensi Hukum Moore menggunakan manufaktur semi-konduktor tradisional sebenarnya merupakan peluang untuk nanoteknologi. Saya pikir kita akan mulai melihat hal-hal seperti arsitektur substrat 3D, kita akan melihat materi baru yang sebelumnya tidak dapat kita gunakan untuk memberikan efisiensi energi yang lebih besar. Dan kita akan dapat melihat desain dibangun dengan biaya yang jauh lebih sedikit daripada yang dibutuhkan untuk membangun semi-konduktor saat ini. Setelah Anda melakukan ini, kita akan melihat bahwa sisa dapat memanfaatkan properti untuk memanipulasi objek pada skala ini, apakah itu biologi atau kimia, contoh dan prototipe yang akan kita lihat di semikonduktor akan diterapkan.

Bisakah Anda membagikan kisah asal-usul di balik Nanotronics?

Kami memulai Nanotronics pada tahun 2010, saat saya bekerja di Universitas Columbia. Nanotronics benar-benar merupakan hasil, bukan karena ingin memiliki perusahaan, tetapi ingin memastikan bahwa penemuan yang paling menarik dapat ditingkatkan. Laboratorium universitas adalah tempat penemuan yang sangat potensial, tetapi itu tidak berarti banyak jika penemuan itu tetap berada di dalam laboratorium. Ini ada dalam DNA saya sebagai seseorang yang menghabiskan lebih banyak waktu di lantai pabrik daripada laboratorium akademik. Saya memulai Nanotronics dengan ayah saya adalah pendiri perusahaan lain tempat kami bekerja bersama. Perusahaan itu yang diakuisisi pada tahun 2008. Tujuan perusahaan itu (Tech Pro), adalah menggunakan teknologi dan instrumentasi komputer terbaru untuk merevolusi industri lama. Sungguh, Nanotronics adalah evolusi dari konsep itu. Dalam kasus Nanotronics, itu menggunakan Kecerdasan Buatan, pencitraan resolusi super, dan robotika untuk mengubah cara pembuatan sesuatu. Ide ini tidak spesifik untuk industri. Kami memiliki pelanggan pertama kami pada tahun 2011, pada semi-konduktor generasi berikutnya yang sulit untuk diukur karena cacat skala nano yang menyebabkan hasil yang buruk, dan mencegah adopsi massal, terlepas dari kualitas luar biasa yang mereka berikan. Ini adalah tempat yang bagus untuk memulai, karena menghadirkan tantangan yang luar biasa. Itu membuat kami tidak hanya dapat melihat ke industri tertentu itu tetapi juga memiliki lensa ke manufaktur secara umum. Industri ini, semikonduktor majemuk, sekarang merupakan segmen industri yang tumbuh paling cepat.

Nanotronics memiliki cara yang dipatenkan untuk mengungguli Batas Abbe. Bisakah Anda mulai dengan menjelaskan apa itu Abbe Limit dan bagaimana Nanotronics dapat mengatasi batasan ini?

Batas Abbe adalah formalisasi hukum dalam fisika yang disebut batas difraksi oleh Ernst Abbe. Ini adalah cara memilih optik dengan menghitung Numerical Aperture sehingga gelombang cahaya tidak lebih besar dari objek yang ingin dicitrakan. Ini adalah sesuatu yang dapat kami atasi per kata, tetapi ini adalah sesuatu yang secara komputasi dapat Anda lakukan. Kami memiliki beberapa metode berbeda untuk melakukan ini. Salah satu cara yang sangat efektif untuk mengatasi hal ini bukanlah sesuatu yang kami mulai sama sekali. Kami memiliki cara yang jauh lebih kompleks dalam melakukan kontrol gerak dan rekonstruksi gambar daripada yang kami lakukan sekarang. Ini melibatkan cahaya yang bergerak dan benda-benda fisik yang bergerak dan mengambil banyak gambar dan menggunakan perhitungan untuk melihat apa yang tidak akan terlihat sebaliknya. Kami masih melakukan ini dalam beberapa kasus, tetapi lebih sering kami menggunakan kombinasi modalitas pencahayaan dengan kecerdasan buatan. Pada dasarnya, kami mengklasifikasikan apa yang AI harapkan harus dilihat dan membandingkannya dengan apa yang terlihat, meskipun panjang gelombang cahaya lebih besar daripada objek yang dicitrakan. Kami selalu mencari cara baru untuk melakukan ini dan tantangannya tidak selalu pada resolusi tetapi kemampuan untuk mendeteksi sesuatu yang lebih kecil dari batas Abbe, dan untuk dapat melakukannya dengan kecepatan keluaran yang mengikuti produksi.

Bisakah Anda mendiskusikan bagaimana Nanotronics menggabungkan pembelajaran mesin dengan nanoteknologi?

Saya membahas ini sedikit di pertanyaan sebelumnya tentang batas Abbe. Dalam nanoteknologi Anda dapat berasumsi bahwa sesuatu yang Anda selesaikan lebih kecil dari panjang gelombang cahaya yang Anda gunakan. Jadi, jika Anda bisa melihat sesuatu yang lebih kecil dan bisa melihatnya karena pembelajaran mesin, maka Anda bisa memanipulasinya, dan Anda bisa belajar darinya sendiri dan bisa membangun dengannya. Ini adalah pertama kalinya hal ini dimungkinkan dengan nanoteknologi. Kami melakukan eksperimen yang dapat Anda bayangkan menjadi sesuatu yang berharga dalam nanoteknologi, yaitu menggunakan pencetakan 3D dengan pembelajaran penguatan. Printer 3D dipandu oleh agen pembelajaran penguatan yang dioptimalkan untuk memperbaiki anomali untuk mendapatkan properti akhir. Mereka melakukan ini dengan cara yang tidak pernah terpikirkan oleh manusia. Meskipun itu bukan nano, ide yang sama akan berlaku.

Bisakah Anda mendiskusikan bagaimana nanoteknologi dan manusia dapat saling melengkapi?

Ini adalah pertama kalinya manusia dengan ketangkasan tinggi dan kemampuan untuk menjembatani banyak konsep berbeda pada saat tertentu dapat bekerja dengan kemampuan Kecerdasan Buatan yang sangat cepat. Ini dapat dilakukan dengan terus memperbarui tujuan kami yang ingin dioptimalkan oleh AI. Ini adalah cara kami memberikan panduan sambil menonton hasil AI itu. Kami tidak selalu tahu strategi dan taktik apa yang akan diambil AI, tetapi kami tahu hasil yang ingin kami capai. Ini sangat penting dalam nanoteknologi di mana banyak naluri kita tidak sejalan dengan cara kerja fisika. Untungnya, AI tidak memiliki masalah dengan naluri ini dan sebaliknya dapat bereaksi terhadap situasi yang dihadapi dan belajar dengan cara yang tidak mampu kita lakukan. Intinya, kami mengajarkan AI dengan memberinya banyak kesempatan untuk belajar sendiri tanpa bias kami dan sebagai imbalannya mengajari kami apa yang mungkin.

Nanotronics telah bermitra dengan sejumlah perusahaan pengurutan genom untuk membantu mengurangi biaya pengurutan genom. Bisakah Anda mendiskusikan beberapa kemitraan ini?

Meskipun saya tidak dapat membahas detail tentang apa yang kami lakukan untuk pelanggan kami dalam pengurutan genom, saya dapat mengatakan bahwa tujuan kami dan di mana kami telah melihat beberapa keberhasilan, adalah menggunakan modalitas pencahayaan unik dan AI untuk meningkatkan hasil. Hasil yang lebih baik dapat sangat terkait dengan harga urutan. Jika Anda melakukan ini, pada akhirnya mengarah pada pengembangan vaksin dan terapi lain yang lebih cepat dan juga pengurutan genom yang sangat murah yang dapat menghasilkan genom $100. Tujuan pribadi saya, seperti halnya bagi banyak orang lain, adalah untuk melihat pengobatan yang dipersonalisasi menjadi kenyataan secepat mungkin.

Apa saja cara nanoteknologi dapat meningkatkan hasil sekaligus mengurangi limbah?

Nanoteknologi harus dikaitkan dengan pengurangan limbah, atau menurut saya itu bukan nanoteknologi yang sebenarnya. Kami akan mengatakan bahwa nanoteknologi dan manufaktur yang tepat secara atomik adalah identik, oleh karena itu stok umpan dari apa yang Anda produksi seharusnya tidak menghasilkan limbah sama sekali. Kami pikir ini mungkin jika Anda memikirkan apa yang telah dicapai dengan menggunakan pembelajaran penguatan untuk teknik manufaktur lain yang kami lakukan.

 Apakah ada hal lain yang ingin Anda bagikan tentang Nanotronics?

Kami melakukan sesuatu yang kami sebut kontrol pabrik cerdas (IFC). Kami melihat jalan pabrik-pabrik cerdas mulai dari peningkatan hasil pada pabrik-pabrik tradisional menuju pabrik-pabrik yang presisi secara atomik.

Terima kasih atas wawancaranya yang luar biasa, pembaca yang ingin belajar lebih banyak harus berkunjung Nanotronik.