AGAMEDE robotų sistema, sukurta Lenkijos mokslų akademijos Bioorganinės chemijos institute bendradarbiaujant su „Mitsubishi Electric“, „Labomatica“ ir „Perlan Technologies“, pagreitina SARS-CoV-2 diagnostiką. Dėl pažangios automatikos technologijos, aprūpintos dirbtiniu intelektu, sistema gali ištirti 15 tūkst. mėginių per dieną. Technologijos; Jis taip pat gali būti naudojamas kitose taikymo srityse, pavyzdžiui, naujų vaistų tyrime, individualiems vėžio gydymui ir net kosmetikos formulių kūrimui.
Laikoma pirmąja moterimi mokslininke istorijoje, AGAMEDE buvo įkvėpimo šaltinis laboratorijų automatizavimo sistemai, sukurtai Lenkijos mokslų akademijos Bioorganinės chemijos institute. Nors laboratorinių procesų automatizavimas yra įprasta praktika, AGAMEDE robotų sistema pradėjo siūlyti unikalią uždaro ciklo eksperimentų aplinką, derindama automatizavimą ir dirbtinį intelektą (AI). Eksperimentus ruošiantys robotai rezultatus tam tikru metu nuskaito su Labomatica Gene GameTM programine įranga, kita vertus, interpretuoja duomenis ir savarankiškai ruošia kitą eksperimento ciklą. Taigi tyrėjams belieka užduotis tik apibrėžti klausimą, suprojektuoti eksperimentinę sistemą ir stebėti sklandų sistemos veikimą. Kita vertus, robotas AGAMEDE dirba 24 valandas per parą eksperimentuodamas ir pranešdamas apie rezultatus.
Dirbtinio intelekto ir automatizavimo derinys sistemoje, kuri gali gaminti dideliu greičiu, išsiskiria kaip proveržis. Daugumoje automatizuotų didelės spartos išvesties sistemų reikia, kad operatorius perskaitytų rezultatus ir suplanuotų kitą eksperimentų seriją, kai ciklas bus baigtas. Kita vertus, AGAMEDE gali tai padaryti savarankiškai, be žmogaus įsikišimo.
„Dirbtinio intelekto modulio dėka AGAMEDE eksperimentus interpretuoja be žmogaus įsikišimo, remdamasi tik matematiniais modeliais“, – sakė sistemos išradėjas ir vyriausiasis inžinierius prof. Dr. Radoslawas Pilarskis tęsė savo žodžius taip: „Sistema; Jis gali būti naudojamas centrinėse diagnostikos laboratorijose, farmacijos įmonėse, kuriančiose medicininius vaistus ir onkologinėse laboratorijose, tiriančiose specifinius pacientus gydymo būdus, taip pat chemijos ir biotechnologijų įmonių tyrimų ir plėtros skyriuose, skirtuose biologiniams procesams optimizuoti.
Jis buvo sukurtas EPICELL projektui
AGAMEDE darbai prasidėjo 2015 m. IBCH PAS sistemoje. Sistema pirmiausia buvo sukurta EPICELL projektui, finansuojamam Nacionalinio tyrimų ir plėtros centro pagal STRATEGMED „Šiuolaikinio amžiaus ligų prevencijos ir gydymo“ programą. Projekto tikslas buvo sukurti optimizuotą terpę kardiomiocitų kultūrai. Pagrindinis iššūkis šiame tyrime buvo eksperimentų, reikalingų norint sukurti tinkamą mažų molekulių epigenetinių moduliatorių mišinį, skaičius. Pavyzdžiui, formulei su dešimt ingredientų ir dešimt skirtingų koncentracijų reikia 10 milijonų eksperimentų. Šiuo metu AGAMEDE buvo naudojamas ieškant tinkamo komponentų derinio daugiamatėje sprendimų sistemoje. Tai pagerino EPICELL One perprogramavimo laikmenos turinį.
Jis gali atlikti 15 XNUMX testų per dieną.
IBCH/PAS direktorius prof. Marekas Figlerovičius; „Mūsų institutas pirmasis Lenkijoje sukūrė SARS-CoV-2 aptikimo testą. Netrukus po to nusprendėme sujungti AGAMEDE automatizavimo galimybes su mūsų testais ir sukūrėme greitosios diagnostikos protokolą, leidžiantį ištirti 2 15 mėginių per dieną. Nors ir neturime akredituotos diagnostinės laboratorijos, pasiekėme neįtikėtiną rezultatą, nes per dieną žmogus gali išanalizuoti daugiausia kelis šimtus mėginių. Su AGAMEDE galėjome atlikti 15 tūkstančių testų“, – sakė jis.
„Mitsubishi Electric“ teikia robotai, PLC ir programinė įranga
Projekte AGAMEDE, įgyvendintame remiant Mitsubishi Electric, Labomatica ir Perlan Techologies technologijų partnerius, buvo naudojamas Mitsubishi Electric 6 ašių robotas, PLC valdikliai ir MELFA Basic programinė įranga. Pramoninis robotas su ilga ranka yra pagrindinis sistemos komponentas. Integruoto robotinio įrankio pagalba robotas gali atlikti mikro masto eksperimentus 96 ir 384 šulinėlių mikrotyrimo plokštelėse, imituodamas nuolat analizuojamą įrangą naudojančio laboranto darbą. Tam naudojami eksperimentiniai protokolai, kuriuos operatorius įveda į valdymo programinę įrangą.
Taikymui taip pat buvo naudojami pramoniniai ląstelių kultūros inkubatoriai, plokštelių ir antgalių tiektuvai, pipetavimo stotys, žymekliai, brūkšninių kodų skaitytuvai, plokštelių sandarikliai, fluorescenciniai skaitytuvai ir spektrofotometrai. Į AGAMEDE sistemą įtrauktas automatinis konfokalinis mikroskopas HCA su keturiais fluorescencijos kanalais kaip paryškinimo įtaisas. Biotechnologijų pasauliui šis prietaisas yra Hablo teleskopo mikrokosmoso atitikmuo. Vietoj astronominių objektų jis analizuoja milijonus ląstelių ir audinių struktūrų, fotografuodamas jas vienodai kokybiškai ir efektyviai. Įrenginyje yra akustinis difuzorius, kuris tiekia skystį nanolitrų (milijonų dalių) diapazone. Greitas tokių mažų skysčių kiekių tiekimas sumažina tyrimų išlaidas ir padidina darbo greitį. Tokiu būdu per trumpą laiką galima atlikti eksperimentus naudojant per 115 XNUMX cheminių medžiagų kolekciją.
Patirtis iš pasaulinės Mitsubishi Electric stiprybės
Pabrėždamas, kad jiems buvo naudinga tarptautinė patirtis diegiant tokią pažangią sistemą, kurioje robotai ir laboratorinė įranga pirmą kartą dirba kartu Lenkijoje, Mitsubishi Electric Poland gyvybės mokslų sektoriaus sprendimų koordinatorius Romanas Janikas; „Šiame projekte itin pasitarnavo pasaulinės Mitsubishi Electric organizacijos, kuri yra įsipareigojusi vykdyti inovatyvius projektus, parama. Visi per trumpą laiką sunkiai dirbome, kad sukurtume sprendimą, kuris leistų laboratorijos technikai kuo greičiau atsipalaiduoti, ir galėjome pristatyti 100 XNUMX mėginių per savaitę. „Mums tai buvo neįtikėtinas rezultatas.
Sujungia daugybę disciplinų
AGAMEDE projektas yra tarpdisciplininis, sujungiantis robotikos, informatikos, pramoninio dizaino, matematikos, biologijos ir chemijos pasaulius; „Mitsubishi Electric Robotics“ inžinierius Tomaszas Scholzas, pasakęs, kad tai bus sudėtingas projektas net ir be laiko spaudimo, tęsė savo žodžius taip: „Sprendimai, kuriuos naudojome šiam projektui, yra novatoriški ir unikalūs... Kaip ir daugelyje projektų, didžiausias iššūkis buvo apibrėžti tikslą ir kaip mes pasieksime tikslą. Atsakymas buvo rasti bendrą techninę kalbą, kuria skirtingų sričių žmonės galėtų bendrauti tuo pačiu lygiu ir paaiškinti lūkesčius. Sujungti akademinį pasaulį, kuris mąsto abstrakčiai, ir pramoninį pasaulį, kuris paprastai vadovaujasi fiksuota sistema, dažnai yra sudėtinga užduotis, bet mums pavyko.
Nauji požiūriai į laboratorijų planavimą
Teigdamas, kad AGAMEDE savo dizainu nurodo Senovės Graikiją, prof. Dr. Radosławas Pilarskis pabrėžė, kad planuodami jie taip pat skyrė didelę reikšmę laboratorijos vietai, kurioje yra sistema, ir baigė sakydami: „Švari patalpa, naudojama aseptinei ląstelių kultūrai, kuri daugumoje laboratorijų yra be langų, yra atskirta nuo nustatytų standartų suteikiant tai visiškai nauja išvaizda. Dėl kruopščiai uždarytų didelių langų aplinka gerai apšviesta. Pridedant stiklo plokštes užtikrinama, kad sistema bus nuolat stebima ir kontroliuojama nedėvint švaraus kambario kombinezono. Be to, dėl tyrime naudotų didelės raiškos 4K monitorių ir kamerų AGAMEDE ir eksperimentus galima stebėti nuotoliniu būdu iš bet kurios pasaulio vietos.
Būkite pirmas, kuris komentuoja