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ナノトロニクス CEO 兼共同創設者、マシュー・プットマン博士 - インタビューシリーズ

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3年前

2020 年 11 月 3 日

マシュー・プットマン博士は、の CEO 兼共同創設者です。ナノトロニクスは、1950 年代以来停滞していた製造業界の欠陥や異常を検出する人間の創意工夫を支援するために、AI、オートメーション、洗練された想像力を組み合わせたプラットフォームの発明を通じて工場制御を再定義した科学技術企業です。 Nanotronics に入社する前は、Matthew は、2008 年に Roper Industries に買収された Tech Pro, Inc. のオーナー兼開発担当副社長を務めていました。Tech Pro 在籍中に、15 つの買収と、この機器メーカーの新たなグローバル企業への変革を主導しました。 XNUMX か国でパートナーシップや子会社を設立しています。

どういうものか説明していただけますかナノテクノロジー?

ナノテクノロジーという用語は、その用語が存在してから 35 年ほどの間に 2020 つの異なる意味を帯びてきました。 100 年に最も一般的だったのは、ナノテクノロジーとは、1980 ナノメートル未満の特徴サイズを持つテクノロジーの使用であるということです。防汚コーティング、日焼け止め、浄水などでこれに適合するナノテクノロジーが見られます。これはチャンスをもたらしますが、最もエキサイティングなものではありません。私にとって、ナノテクノロジーとは、原子的に正確なものを製造する能力です。原子的に正確なものがあれば、マクロの世界の制限を受けることなく宇宙を移動する能力が得られます。物理的および電気的特性が優れているだけでなく、制御可能でもあります。これは、ナノテクノロジーが他の方法では不可能な革新の領域を切り開く可能性がある点です。これは XNUMX 年代にエリック・ドレクスラーによって初めて概要が説明され、現在では人工知能が材料科学、生物学、化学、物理学と相互作用できるため、以前よりも多くのことが可能になっています。

ナノテクノロジーによる破壊の機が最も熟しているのはどの業界でしょうか?

エレクトロニクス業界は、他のあらゆる業界をリードしているように見えます。従来の半導体製造を使用したムーアの法則の潜在的な終焉は、実際にはナノテクノロジーのチャンスです。基板の 3D アーキテクチャなどが登場し、エネルギー効率を高めるために以前は使用できなかった新しい素材が登場すると思います。そして、現在半導体を製造するのにかかる費用よりもはるかに少ない費用で設計が構築されるのを見ることができるようになるでしょう。これを実行すると、生物学であれ化学であれ、このスケールでオブジェクトを操作するためのプロパティの残りの部分が恩恵を受けることがわかり、半導体で見られる例とプロトタイプが適用されます。

ナノトロニクスの背後にある誕生のストーリーを教えていただけますか?

私たちがナノトロニクスを始めたのは、私がコロンビア大学で働いていた 2010 年でした。ナノトロニクスは実際には、会社を持ちたいというよりも、最もエキサイティングな発明を確実に拡張できるようにしたいという願望の結果です。大学の研究室は大きな発明の可能性を秘めた場所ですが、発明が研究室内にとどまってしまってはあまり意味がありません。これは、学術研究室よりも工場現場で多くの時間を過ごしてきた私の DNA に組み込まれています。私は、父が別の会社の創設者であり、そこで一緒に働いていたので、ナノトロニクスを始めました。 2008 年に買収されたその会社。その会社 (Tech Pro) の目標は、最新のコンピューター技術と機器を使用して古い業界に革命を起こすことでした。実際、ナノトロニクスはその概念を進化させたものです。ナノトロニクスの場合、ものの構築方法を変えるために、人工知能、超解像度イメージング、ロボット工学が使用されています。このアイデアは業界固有のものではありませんでした。当社は 2011 年に最初の顧客を獲得しました。この次世代半導体は、優れた品質を提供するにもかかわらず、歩留まりの低下を引き起こすナノスケールの欠陥によりスケール調整が難しく、大量採用が妨げられていました。信じられないほどの課題があったため、これは素晴らしい出発点でした。そのおかげで、特定の業界だけでなく、製造業全般に目を向けることができるようになりました。この業界である化合物半導体は、現在業界で最も急速に成長している分野です。

ナノトロニクスには、これを超える特許取得済みの方法があります。アッベ限界。まずはアッベ限界とは何か、そしてナノトロニクスがどのようにしてこの限界を克服できるのかについて説明していただけますか?

アッベ限界は、エルンストアッベによって回折限界と呼ばれる物理法則を形式化したものです。これは、光の波が画像化したいオブジェクトよりも大きくならないように、開口数を計算して光学系を選択する方法です。これは、私たちが克服できることですが、計算的には回避できることです。これを行うにはいくつかの異なる方法があります。これに対処できる本当に効果的な方法の XNUMX つは、私たちが最初から始めたものではありませんでした。私たちは、モーション制御と画像の再構成を行うための方法を、現在よりもはるかに複雑にしていました。これには、光を動かし、物理的なものを動かし、複数の画像を撮り、計算を使用して、他の方法では見えないものを確認することが含まれていました。今でもこれを行う場合もありますが、より多くの場合、照明モダリティと人工知能を組み合わせて使用します。基本的に、光の波長が撮像対象の物体よりも長い場合でも、AI が見るべきものを分類し、それを見られるものと比較しています。私たちはこれを行うための新しい方法を常に模索しており、課題は常に解像度ではなく、アッベ限界よりも小さいものを検出できること、および製造に追いつくスループット速度で検出できることです。

ナノトロニクスが機械学習とナノテクノロジーをどのように融合させているかについてお話しいただけますか?

これについては、アッベ制限に関する前の質問で少し触れました。ナノテクノロジーでは、解像しているものは、使用している光の波長よりも小さいと想定できます。したがって、機械学習のおかげで、より小さなものを見ることができれば、それを操作することができ、そこから自分で学習して、それを使って構築することができます。これはナノテクノロジーで初めて可能になりました。私たちは、強化学習を備えた 3D プリンティングを使用するという、ナノテクノロジーの価値のあるものになると想像できる実験を行いました。 3D プリンターは、最終的な特性を取得するために異常を修正するために最適化する強化学習エージェントによって導かれました。彼らは人間が思いもよらない方法でこれを行いました。これは正確にはナノではありませんが、同じ考えが当てはまります。

ナノテクノロジーと人間がどのように相互に強化できるかについて話してくれませんか?

優れた器用さと、いつでもさまざまな概念を橋渡しできる能力を備えた人間が、人工知能の信じられないほど高速な機能と連携できるようになったのはこれが初めてです。これは、AI に最適化してもらいたい目標を継続的に更新することで実現できます。そのAIの結果を見ながら指導していくというやり方です。 AI がどのような戦略や戦術を取るかは必ずしもわかりませんが、AI に達成してもらいたい結果はわかっています。これは、私たちの本能の多くが物理学の仕組みと一致していないナノテクノロジーにおいては特に重要です。幸いなことに、AI にはこうした本能の問題はなく、目の前の状況に反応し、人間には不可能な方法で学習することができます。本質的に、私たちは AI に偏見を持たずに自ら学習する機会を多く与えることで AI を教えており、その見返りに何が可能かを教えてくれています。

Nanotronics は、ゲノム配列決定のコスト削減を支援するために、多くのゲノム配列決定会社と提携しています。これらのパートナーシップについていくつかお話しいただけますか?

ゲノム配列決定において当社がお客様に対して行っていることの詳細についてはお話しできませんが、当社の目標と一定の成功例は、収量を向上させるために独自の照明モダリティと AI を使用することであると言えます。より良い収量は、シーケンスの価格に大きく関係する可能性があります。これを実行すれば、最終的にはワクチンやその他の治療法の開発が促進され、100 ドルでゲノム解読が可能になる非常に安価なゲノム解読にもつながります。私の個人的な目標は、他の多くの人たちと同様、個別化医療ができるだけ早く現実になることです。

ナノテクノロジーによって廃棄物を削減しながら収量を増やすことができる方法にはどのようなものがありますか?

私の考えでは、ナノテクノロジーは廃棄物の削減と関連していなければ、それは真のナノテクノロジーではありません。ナノテクノロジーと原子レベルで精密な製造は同義語であるため、製造する原料には一切の無駄があってはならないと言えます。私たちが行っている他の製造技術に強化学習を使用することで達成されたことを考えると、これは可能であると思います。

ナノトロニクスについて他に共有したいことはありますか?

私たちはそう呼ぶことをしますインテリジェントな工場制御 (IFC)。私たちは、インテリジェント工場の道は、従来の工場の歩留まりの向上から、原子レベルで正確な工場へと進むものであると考えています。

素晴らしいインタビューをありがとうございました。さらに詳しく知りたい読者は、こちらをご覧ください。ナノトロニクス.