A Drosophila melanogaster, ismertebb nevén a gyümölcslégy, úgy tűnhet, mint egy kifutó kártevő. Ezek a rovarok azonban kritikusak a Texasi Gyermekkórházban folyó különféle neurológiai betegségek kutatásában.
Az UC Davis szerint a gyümölcslegyek azért fontosak ebben a kutatásban, mert az emberekben betegségeket okozó gének 75%-án osztoznak, gyorsan szaporodnak, és a tudósok könnyen megváltoztathatják DNS-kódjukat. Ezeknek a gyümölcslegyeknek a laboratóriumi kezelése azonban trükkös próbálkozás lehet.
Az ABB Robotics és a texasi gyermekkórház Jan és Dan Duncan Neurológiai Kutatóintézete (Duncan NRI) egy automatizált gyümölcslégy-transzfer munkaállomást hozott létre. A rendszer az ABB kétkarú YuMi kollaboratív robotját tartalmazza, amely segíti a betegségek, köztük az Alzheimer-, a Huntington- és a Parkinson-kór tanulmányozását.
A cég szerint ez az első olyan automatizált rendszer, amelynél nem szükséges a legyeket érzéstelenítőkkel, például szén-dioxiddal rögzíteni az átvitel előtt. Az érzéstelenítés szakasza a korábbi rendszerekben egy fárasztó lépés, amely károsíthatja a legyek viselkedését és a vizsgálati eredmények pontosságát.
"Az évek során jelentős előrelépéseket tapasztaltunk a laborautomatizálás terén, de néhány kulcsfontosságú feladatot még mindig kézzel hajtanak végre, ami hatással lehet az eredményekre" - mondta Jose-Manuel Collados, az ABB Service Robotics termékcsalád menedzsere. "YuMi kobotunk karjai egymástól függetlenül, de összehangoltan működnek, lehetővé téve az élő legyek fiolák közötti átvitelének összetett feladatának automatizálását."
A gyümölcslegyek fiolák közötti áthelyezése bonyolult feladat
A rutin karbantartás részeként a Texasi Gyermekkórház kutatói gyümölcslegyeket etetnek úgy, hogy 30 naponta élelmiszert tartalmazó fiolákba töltik őket. Egy tipikus laboratórium körülbelül 20,{2}} fiolát tart fenn, ami azt jelenti, hogy a kutatók a munkanapjuk 20%-át azzal töltik, hogy "legyeket forgatnak" úgy, hogy a légyállományt tartalmazó fiolát egy friss élelmiszert tartalmazó injekciós üveg fölé helyezik, majd megütögetik, hogy leejtsék a legyeket.
Az ABB szerint a folyamat automatizálására eddig minden korábbi próbálkozás során a legyeket az injekciós üvegeken kívülre tették az átvitel során, ezért nyugtatásra volt szükség. Az új rendszer javíthatja az eredmények pontosságát és felgyorsíthatja az átviteli folyamatot is – jegyezte meg az ABB Robotics.
Az ABB mérnökei a Duncan NRI kutatóival együttműködve megterveztek és felépítettek egy légyátvivő munkaállomást, amely magában foglalja a YuMi cobotot, az átvitelhez szükséges fiolákkal összerakott asztalt, egy vonalkód- és címkéző egységet, valamint egy szemetes csatornát.
Az ABB YuMi kobotja ugyanazokat a mozdulatokat hajtja végre, mint az emberi kutatók, hogy megkopogtassa és áthelyezze a legyeket a fiolák között. Ez lehetővé teszi a tudósok számára, hogy olyan kritikus feladatokra összpontosítsanak, mint például új utak felfedezése és új gyógyszerek hatékonyságának tesztelése a neurológiai rendellenességek kezelésében.
A YuMi lehetővé teszi az aprólékos nyomon követést a Texasi Gyermekkórházban
A YuMi kezeli a gyümölcslegyek forgatásának teljes folyamatát, amely magában foglalja 10 előre programozott lépés gyors egymásutáni végrehajtását. Csakúgy, mint az emberek, a robot felvesz egy fiolát, amely élő legyeket tartalmaz, kinyitja a cellulóz-acetát védődugót, ráhelyezi az injekciós üveget friss élelmiszerrel, és megütögeti az injekciós üveget, hogy áthelyezze a legyeket.
Ezután lezárja, felcímkézi és beszkenneli az injekciós üveget, végül pedig kartonrácsokba rakja. A robot ezután kidobja a régi élelmiszert tartalmazó fiolákat, hogy elkerülje a keresztszennyeződést.
A rendszer egyik kiemelkedő tulajdonsága az ABB szerint, hogy képes vonalkódokat olvasni és címkéket nyomtatni. A kutatók ezeket a címkéket használják a törzs- és genotípus-információk azonosítására az átvitel során. Ez a funkció biztosítja a Drosophila törzsek aprólékos nyomon követését és kezelését.
A robot fejlett érzékelési technológiái lehetővé teszik a fiolák precíz elhelyezését a szabványos kartonállványokon, lehetővé téve a kutatók számára, hogy továbbra is használják a meglévő ampullatartókat, csökkentve ezzel a Texasi Gyermekkórház működési költségeit.
Az ABB azt mondta, hogy ezt a rendszert úgy tervezték, hogy együttműködjön és biztonságos legyen az emberi interakciók számára. Mozgásérzékelő karjai fel vannak szerelve a közeli emberek vagy tárgyak észlelésére, azonnal leállítják a mozgást a balesetek megelőzése érdekében, ezáltal lehetővé téve a biztonságos együttműködést.