Drosophila melanogaster, по-известна като плодова муха, може да изглежда като обикновен вредител. Тези насекоми обаче са критични за текущите изследвания на различни неврологични заболявания в Тексаската детска болница.
Плодовите мухи са толкова важни за това изследване, защото споделят 75% от гените, които причиняват заболявания при хората, размножават се бързо и учените могат лесно да променят техния ДНК код, според UC Davis. Боравенето с тези плодови мухи в лабораторията обаче може да бъде трудно начинание.
ABB Robotics и Институтът за неврологични изследвания на Ян и Дан Дънкан (Duncan NRI) към детската болница в Тексас създадоха автоматизирана работна станция за трансфер на плодови мушици. Системата включва колаборативния робот YuMi с две рамена на ABB за подпомагане на изследването на болести, включително Алцхаймер, Хънтингтън и Паркинсон.
Компанията каза, че това е първата автоматизирана система, която не изисква мухите да бъдат обездвижени с анестетици като въглероден диоксид преди трансфер. Етапът на анестезия е досадна стъпка в предишните системи, която може да навреди на поведението на мухите и на точността на резултатите от изследването.
„Видяхме значителни крачки в автоматизацията на лабораториите през годините, но някои важни задачи все още се изпълняват ръчно, което може да повлияе на резултатите“, заяви Хосе-Мануел Коладос, мениджър на продуктовата линия за роботика на АББ. „Ръцете на нашия кобот YuMi работят независимо, но по координиран начин, което прави възможно автоматизирането на сложната задача за прехвърляне на живи мухи между флаконите.“
Прехвърлянето на плодови мушици между флаконите е трудна задача
Като част от рутинната поддръжка изследователите от Тексаската детска болница хранят плодови мушици, като ги прехвърлят във флакони, съдържащи храна на всеки 30 дни. Типичната лаборатория поддържа около 20 000 флакона, което означава, че изследователите прекарват 20% от работния ден в „обръщане на мухи“, като поставят флакон, съдържащ запаса от мухи, върху флакон с прясна храна и след това го почукват, за да пуснат мухите.
Всички предишни опити за автоматизиране на процеса досега включваха излагане на мухите извън флаконите по време на прехвърлянето, което изискваше седация, каза ABB. Новата система може също така да подобри точността на резултатите и да ускори процеса на прехвърляне, отбелязва ABB Robotics.
Инженерите от ABB си сътрудничиха с изследователи от Duncan NRI, за да проектират и изградят работна станция за трансфер на мухи, която включва YuMi cobot, маса, подредена с флакони за трансфер, баркод и етикетиращ модул и улей за боклук.
Коботът YuMi на ABB извършва същите движения като човешките изследователи, за да потупва и прехвърля мухите между флаконите. Това позволява на учените да се съсредоточат върху критични за мисията задачи като откриването на нови пътища и тестване на ефикасността на нови лекарства при лечение на неврологични разстройства.
YuMi позволява щателно проследяване в Тексаската детска болница
YuMi се справя с целия процес на обръщане на плодови мушици, който включва изпълнение на 10 предварително програмирани стъпки в бърза последователност. Точно като хората, роботът взима флакон, съдържащ живи мухи, отваря защитната тапа от целулозен ацетат, поставя флакона върху този с прясна храна и почуква флакона, за да прехвърли мухите.
След това затваря, етикетира и сканира флакона и накрая го подрежда в картонени стелажи. След това роботът изхвърля флаконите със стара храна, за да избегне всякакво кръстосано замърсяване.
Една забележителна характеристика на системата, според ABB, е нейната способност да чете баркодове и да отпечатва етикети. Изследователите използват тези етикети, за да идентифицират информация за щама и генотипа по време на трансфера. Тази функция гарантира щателно проследяване и управление на щамовете Drosophila.
Усъвършенстваните сензорни технологии на робота позволяват прецизно поставяне на флаконите в стандартни картонени стелажи, като предоставят на изследователите възможност да продължат да използват съществуващите рафтове за флакони, намалявайки оперативните разходи за Тексаската детска болница.
АББ каза, че е проектирала тази система да бъде кооперативна и безопасна за човешкото взаимодействие. Неговите рамена за отчитане на движение са оборудвани да откриват близки хора или предмети, като спират движението незабавно, за да предотвратят инциденти, като по този начин позволяват безопасно работно пространство за сътрудничество.