Роботизована система AGAMEDE, розроблена в Інституті біоорганічної хімії Польської академії наук у співпраці з Mitsubishi Electric, Labomatica та Perlan Technologies, прискорює діагностику SARS-CoV-2. Завдяки передовій технології автоматизації, оснащеній штучним інтелектом, система здатна тестувати 15 тисяч зразків на день. Технологія; Його також можна використовувати в інших областях застосування, таких як дослідження нових ліків, персоналізоване лікування раку і навіть розробка косметичних формул.
Вважається першою жінкою-вченим в історії, AGAMEDE стала джерелом назви системи автоматизації лабораторій, розробленої в Інституті біоорганічної хімії Польської академії наук. Хоча автоматизація лабораторних процесів є звичайною практикою, роботизована система AGAMEDE почала пропонувати унікальне середовище для експериментів із замкнутим циклом, поєднуючи автоматизацію та штучний інтелект (ШІ). Роботи, які готують експерименти, зчитують результати в певний час за допомогою програмного забезпечення Labomatica Gene GameTM, з іншого боку, інтерпретують дані та самостійно готують наступний цикл експерименту. Таким чином, перед дослідниками залишається лише завдання визначити питання, спроектувати експериментальну систему та контролювати безперебійну роботу системи. З іншого боку, робот AGAMEDE працює 24 години на добу, щоб експериментувати та звітувати про результати.
Поєднання штучного інтелекту та автоматизації в системі, яка може виробляти результати на високих швидкостях, є проривом. Більшість автоматизованих високошвидкісних систем виведення вимагає, щоб оператор зчитував результати та планував наступну серію експериментів після завершення циклу. AGAMEDE, з іншого боку, може зробити це самостійно без участі людини.
«Завдяки модулю штучного інтелекту, AGAMEDE інтерпретує експерименти без втручання людини лише на основі математичних моделей», – сказав винахідник і головний інженер системи проф. Лікар. Радослав Пілярський продовжив свої слова так: «Система; Його можна використовувати в центральних діагностичних лабораторіях, фармацевтичних компаніях, які розробляють медичні препарати, і онкологічних лабораторіях, які досліджують специфічні для пацієнтів методи лікування, а також у науково-дослідних відділах хімічних і біотехнологічних компаній для оптимізації біопроцесів».
Розроблено для проекту EPICELL
Роботи AGAMEDE розпочалися в 2015 році в структурі IBCH PAS. Система розроблена в першу чергу для проекту EPICELL, який фінансується Національним центром досліджень і розробок за програмою STRATEGMED «Профілактика та лікування захворювань сучасного віку». Метою проекту була розробка оптимізованого середовища для культури кардіоміоцитів. Основною проблемою в цьому дослідженні була кількість експериментів, необхідних для розробки відповідної суміші епігенетичних модуляторів невеликих молекул. Наприклад, формула з десятьма інгредієнтами і десятьма різними концентраціями вимагає 10 мільйонів експериментів. На цьому етапі AGAMEDE використовувався для пошуку правильної комбінації компонентів у багатовимірній системі рішень. Це покращило вміст середовища перепрограмування EPICELL One.
Він може робити 15 XNUMX тестів на день.
Заявляючи, що IBCH PAS працює над нуклеїновими кислотами РНК та ДНК з моменту свого заснування та має все обладнання та засоби, необхідні для діагностичних процесів SARS-CoV-2, директор IBCH/PAS проф. Марек Фіглерович; «Наш інститут першим у Польщі розробив тест на виявлення SARS-CoV-2. Незабаром після цього ми вирішили поєднати можливості автоматизації AGAMEDE з нашими тестами та розробили протокол швидкої діагностики, який дозволив нам тестувати 15 15 зразків на день. Хоча у нас немає акредитованої діагностичної лабораторії, ми досягли неймовірного результату, адже людина може аналізувати щонайбільше кілька сотень зразків за день. З AGAMEDE ми змогли виконати XNUMX тисяч тестів», – сказав він.
Роботи, ПЛК та програмне забезпечення, надане Mitsubishi Electric
У проекті AGAMEDE, реалізованому за підтримки технологічних партнерів Mitsubishi Electric, Labomatica та Perlan Techologies, використовувався 6-осьовий робот Mitsubishi Electric, контролери PLC та програмне забезпечення MELFA Basic. Головним компонентом системи є промисловий робот з довгою рукою. За допомогою інтегрованого роботизованого інструменту робот може проводити мікроексперименти на 96- і 384-лункових мікро-планшетах, імітуючи роботу лаборанта, який постійно використовує аналітичне обладнання. Для цього використовуються експериментальні протоколи, введені оператором у програмне забезпечення керування.
У додатку також використовувалися промислові інкубатори для культур клітин, пристрої для подачі пластин і наконечників, станції для піпетування, етикетки, сканери штрих-кодів, запечатувачі пластин, флуоресцентні зчитувачі та спектрофотометри. У систему AGAMEDE входить автоматичний конфокальний мікроскоп HCA з чотирма каналами флуоресценції в якості підсвічувального пристрою. Для світу біотехнологій цей пристрій являє собою мікрокосмічний еквівалент телескопа Хаббл. Замість астрономічних об’єктів він аналізує мільйони клітинних і тканинних структур, фотографуючи їх з однаковою якістю та ефективністю. Пристрій оснащений акустичним дифузором, який подає рідину в діапазоні нанолітрів (мільйонна частка мілілітра). Швидка доставка таких малих обсягів рідини зменшує витрати на дослідження та підвищує швидкість роботи. Таким чином можна за короткий час проводити експерименти, використовуючи колекцію з понад 115 XNUMX хімічних речовин.
Досвід глобальної потужності Mitsubishi Electric
Наголошуючи, що вони виграли від міжнародного досвіду впровадження такої передової системи, в якій роботи та лабораторне обладнання працюють разом, уперше в Польщі, Mitsubishi Electric Poland Координатор рішень сектору природничих наук Роман Янік; «Підтримка глобальної організації Mitsubishi Electric, яка займається інноваційними проектами, була надзвичайно корисною для цього проекту. Ми всі наполегливо працювали за короткий час, щоб розробити рішення, яке якомога швидше заспокоїло б лаборантів, і ми змогли доставляти 100 XNUMX зразків на тиждень. «Це був неймовірний результат для нас».
Об’єднання багатьох дисциплін
Проект AGAMEDE є міждисциплінарним, що об’єднує світи робототехніки, інформатики, промислового дизайну, математики, біології та хімії; Інженер Mitsubishi Electric Robotics Томаш Шольц, який сказав, що це буде складний проект навіть без тиску часу, продовжив свої слова так: «Рішення, які ми використовували для цього проекту, є інноваційними та унікальними... Як і в багатьох проектах, найбільшим викликом було визначення мету і те, як ми досягнемо мети. Відповідь полягала в тому, щоб знайти спільну технічну мову, на якій люди з різних галузей знань могли б спілкуватися на одному рівні та уточнювати очікування. Поєднати академічний світ, який мислить абстрактно, і промисловий світ, який зазвичай дотримується фіксованої системи, часто є складним завданням, але нам це вдалося».
Нові підходи до планування лабораторій
Стверджуючи, що дизайн AGAMEDE відноситься до Стародавньої Греції, проф. Доктор. Радослав Пілярський підкреслив, що при плануванні вони також надали важливого значення лабораторній зоні, де розміщена система, і завершив словами: «Чисте приміщення, яке використовується для асептичної культури клітин, яке в більшості лабораторій не має вікон, відокремлено від встановлених стандартів, даючи це абсолютно новий вигляд. Завдяки ретельно закритим великим вікнам приміщення добре освітлене. Завдяки доданим скляним панелям забезпечується постійне спостереження та контроль за системою без носіння спецодягу для чистих приміщень. Крім того, завдяки моніторам і камерам із високою роздільною здатністю 4K, використаним у дослідженні, AGAMEDE та експерименти можна переглядати віддалено з будь-якої точки світу».
Першим залиште коментар