A gestão de laboratórios de pesquisa modernos transcende a simples manutenção de instrumentos de ponta. O acesso a equipamentos, treinamento de usuários, agendamento, operação, e processos de faturamento são apenas alguns dos desafios logísticos enfrentados. Para instalações de pesquisa compartilhadas, que atendem a centenas de instrumentos e milhares de pesquisadores, a coordenação dessas atividades representa um empreendimento complexo. Com a crescente interdisciplinaridade da ciência, surge um desafio adicional: a identificação eficaz de capacidades de pesquisa específicas. Abordar essas complexidades foi o foco central do 2026 NEMO User Meeting, sediado pelo MIT.nano entre 5 e 6 de outubro. O evento reuniu 65 representantes de 25 laboratórios e organizações, incluindo diretores de instalações, gerentes de laboratório, pessoal técnico, desenvolvedores de software, representantes da indústria e pesquisadores governamentais. Patrocinado pelo hub Northeast Microelectronics Coalition (NEMC), o encontro concentrou-se na partilha de abordagens de gestão laboratorial e na construção de conexões entre as diferentes instalações.
Conectando a Infraestrutura de Pesquisa com NEMO
No cerne das discussões esteve o NanoFab Equipment Management and Operations (NEMO) system, uma plataforma de código aberto projetada para gerenciar instalações de pesquisa compartilhadas, permitindo que cada laboratório a adapte às suas necessidades específicas. A comunidade NEMO demonstra uma característica notável: a mesma plataforma pode servir a uma variedade de instalações, cujos desafios operacionais centrais são frequentemente semelhantes, independentemente de sua escala ou missão científica. Anna Osherov, diretora associada de Characterization.nano e organizadora do encontro, destacou o modelo colaborativo como um dos aspectos mais atraentes do NEMO. "O código aberto muda a forma como pensamos sobre o desenvolvimento de tecnologia", afirmou. "Podemos construir sobre o que outros já desenvolveram, contribuir com melhorias para a comunidade e, coletivamente, criar uma plataforma mais capaz do que qualquer instalação poderia desenvolver sozinha." O NEMO foi originalmente lançado como software de código aberto pelo National Institute of Standards and Technology (NIST) em 2018. Sua edição comunitária (NEMO-CE), lançada em 2023, permite que as instalações desenvolvam e compartilhem extensões para a plataforma. Durante o encontro de outubro, participantes de instituições como MIT, Stanford, Columbia, Princeton, University of Pennsylvania, NIST, Jet Propulsion Laboratory da NASA e Atlantis Labs apresentaram ferramentas para solucionar desafios que vão desde a gestão química e administração de usuários até o status de equipamentos, treinamento e automação de fluxos de trabalho. Essas apresentações ilustraram como instalações com configurações distintas estão adaptando uma plataforma comum às suas necessidades. Stanford, por exemplo, apresentou displays em tempo real para status e reservas de equipamentos, enquanto Columbia compartilhou sua experiência na migração para o NEMO e na extensão do sistema para faturamento e fluxos de trabalho da instalação. Princeton demonstrou gráficos automatizados de processos para monitoramento de desempenho de ferramentas, e a University of Pennsylvania apresentou abordagens para a gestão de produtos químicos. Em suma, os projetos validaram a premissa por trás da comunidade NEMO: uma solução desenvolvida para resolver um problema em uma instalação pode se tornar um recurso valioso para outras.
O Ecossistema de Pesquisa Conectado com Hydra
À medida que a comunidade NEMO se expande, uma nova oportunidade surge: a criação de um ecossistema de pesquisa verdadeiramente conectado. Universidades e organizações de pesquisa operam instalações especializadas, cada uma com equipamentos, expertise e capacidades únicas. No entanto, pesquisadores não podem utilizar uma capacidade da qual não estão cientes ou que não conseguem encontrar facilmente. Isso é particularmente relevante para a pesquisa e desenvolvimento em microeletrônica, onde o progresso frequentemente depende da rápida transição entre capacidades especializadas. Um pesquisador pode necessitar de fabricação em uma instalação, caracterização avançada em outra, microscopia especializada em um terceiro local, e um processo ou capacidade analítica disponível em apenas um punhado de instituições. A identificação dessas capacidades e o conhecimento de onde e quando acessá-las pode, por si só, tornar-se um gargalo. Tradicionalmente, redes de instalações dependem de páginas web estáticas ou bancos de dados para descrever os recursos disponíveis. Contudo, com a evolução constante das instalações, essa informação pode rapidamente se tornar desatualizada. No encontro, o MIT.nano apresentou o Hydra, uma nova plataforma de código aberto em desenvolvimento com o apoio do NEMC. O Hydra visa ser um componente chave do NEMC Technical Concierge, um programa que busca auxiliar pesquisadores a identificar e acessar capacidades especializadas em uma rede de instalações. O Hydra é projetado para conectar múltiplas instalações NEMO e extrair informações diretamente dos sistemas que as instalações já utilizam, eliminando a necessidade de atualizações manuais em um banco de dados separado. O resultado é uma compilação baseada nas informações mais precisas dos sistemas de gestão de instalações ativamente utilizados. "O Hydra não substitui nenhum sistema de gestão de laboratório", explicou Osherov. "Ele conecta, sincroniza e mantém os dados atualizados em todos os sistemas conectados em tempo real." Neste modelo, o NEMO gerencia as operações internas de uma instalação, enquanto o Hydra torna essa informação descoberível entre diferentes instalações. Para um pesquisador, isso pode significar encontrar uma capacidade especializada sem a necessidade prévia de saber qual laboratório possui o equipamento relevante.
Flexibilidade e Evolução na Infraestrutura de Pesquisa
A abordagem reflete uma filosofia mais ampla: a infraestrutura de pesquisa precisa evoluir à medida que a própria pesquisa muda. "Precisamos construir um espaço de pesquisa flexível e um espaço voltado para a comunidade, para que as pessoas se sintam capacitadas a acessá-lo, usá-lo e, em seguida, redefini-lo ao longo dos anos, adaptando-o às necessidades da próxima geração de pesquisadores", disse Vladimir Bulović, diretor do MIT.nano. Essa flexibilidade se aplica tanto aos sistemas operacionais quanto aos laboratórios físicos. Novos instrumentos e métodos de pesquisa emergem, as comunidades de usuários mudam, e as instalações desenvolvem novos requisitos. Uma plataforma de código aberto permite que instalações individuais respondam a essas mudanças, ao mesmo tempo que fornece um mecanismo para o compartilhamento de melhorias. No MIT.nano, o NEMO já suporta mais de 1.600 pesquisadores ativos utilizando mais de 200 ferramentas, com aproximadamente 160.000 horas de uso de ferramentas anualmente. Para Jorg Scholvin, diretor associado de Fab.nano, operar nessa escala torna a eficiência dos processos cotidianos e a capacidade de adaptação e mudança rápida fatores cruciais. "Uma pequena melhoria em um fluxo de trabalho administrativo pode ser multiplicada por milhares de usuários e dezenas de milhares de interações com equipamentos", observou.
O Futuro da Colaboração em Pesquisa
A sensação de comunidade e a perspectiva positiva para o futuro das instalações compartilhadas foram evidentes ao longo do encontro de dois dias. As discussões finais olharam para o futuro papel da integração de dados, automação e inteligência artificial nas operações de laboratório. "A comunidade está ganhando vida própria", comentou Mathieu Rampant, CEO e cofundador da Atlantis Labs, descrevendo um modelo onde gerentes de instalações podem compartilhar ideias e resolver problemas em conjunto. "É mais sustentável", acrescentou, ao falar sobre a redução do esforço individual graças à comunicação entre os gerentes de instalações. Samantha Roberts, diretora da instalação de nanofabricação da City University of New York, chamou esse movimento de "a onda NEMO". "Todos estão investidos nisso e se importam", disse. "É preciso muito esforço para mudar o sistema de gestão do seu laboratório, e se continuarmos assim, podemos construir algo realmente interessante e que funcione." Para Osherov, o propósito permanece claro: "Em última análise, trata-se de viabilizar a pesquisa. Quanto melhor pudermos gerenciar o lado operacional de nossas instalações, mais eficazmente poderemos disponibilizar nossos instrumentos, expertise e capacidades para a comunidade de pesquisa." Em microeletrônica, onde a inovação depende cada vez mais do acesso a capacidades especializadas e distribuídas, essa disponibilidade é fundamental. A capacidade de encontrar a capacidade certa na instalação certa, utilizando informações extraídas diretamente de sistemas ativamente usados, pode ajudar os pesquisadores a avançar mais rapidamente de uma ideia a um experimento e, finalmente, a uma aplicação e impacto no mundo real.
Com reportagem de Brazil Valley
Source · MIT News
